DE602004010361T2 - Dekoratives Kunststofflaminat und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf ein dekoratives Kunststofflaminat eines Typs, umfassend eine Mehrzahl von übereinanderliegenden dünnen Platten auf Cellulosebasis, die mit Duroplast imprägniert und durch Druck und Wärme eng miteinander verbunden wurden, und an mindestens einer seiner Oberflächen eine äußere Lage aus einer dünnen Platte aus Metallmaterial.
  • Das derzeit produzierte dekorative Hochdruckkunststofflaminat, das als HPL bekannt ist, wird typischerweise aus einem Bündel von mit Phenolharz imprägnierten Kraftpapierblättern und mindestens einer dekorativen dünnen Platte, die sich an mindestens einer Oberfläche des Bündels von Kraftpapierblättern befindet und aus mit Melaminharz imprägnierter Alphacellulose, enthaltend mineralische Füllstoffe und Pigmente, besteht, gebildet. Eine Oberflächenschutzschicht, die als mit Melaminharz imprägnierte Alphacellulose-"Deckschicht" bekannt ist, kann auf die dekorative dünne Platte aufgebracht werden.
  • Ebenso ist ein HPL bekannt, das aus einem Bündel von Kraftpapierblättern mit einer dünnen Aluminiumplatte an mindestens einer Oberfläche des Bündels gebildet ist. Bei einem solchen HPL kann auch eine mit Melaminharz imprägnierte Alphacellulose-Deckschicht, die mit Epoxid vorbehandelt wurde, um die Adhäsion zwischen dem Aluminium und dem Kraftpapierbündel zu stärken, zwischen der dünnen Aluminiumplatte und dem Bündel von Kraftpapierblättern vorhanden sein.
  • Ein wiederkehrendes Schema bei den derzeit am Markt erhältlichen dekorativen Kunststofflaminaten ist beispielsweise wie folgt:
    • 1) Deckschicht
    • 2) dekorative dünne Platte
    • 3) Bündel von Kraftpapierblättern oder:
    • 1') dünne Aluminiumplatte
    • 2') mit Epoxid behandelte Deckschicht
    • 3) Bündel von Kraftpapierblättern worin:
    • 1) eine Deckschicht, die mit Melaminharz imprägnierte Alphacellulose im Allgemeinen in einem Gewicht von 20 bis 40 g/m2 umfasst,
    • 2) eine naturfarbene dekorative dünne Platte oder eine bedruckte oder siebbedruckte dekorative dünne Platte, die mit Melaminharz imprägnierte Alphacellulose, enthaltend mineralische Füllstoffe und Pigmente, im Allgemeinen in einem Gewicht von 60 bis 160 g/m2 umfasst,
    • 1') eine dünne Aluminiumplatte, möglicherweise mit Epoxid behandelt,
    • 2') eine mit Epoxid vorbehandelte Deckschicht, die mit Melaminharz imprägnierte Alphacellulose im Allgemeinen in einem Gewicht von 20 bis 40 g/m2 umfasst,
    • 3) ein Bündel, das eine Mehrzahl von mit Phenolharz imprägnierten Kraftpapierblättern im Allgemeinen mit einem Gewicht von 120 bis 260 g/m2 umfasst.
  • Dekorative Hochdruckkunststofflaminate werden typischerweise in einer Dicke hergestellt, die von 0,5 bis 30 mm variiert, indem die mit den entsprechenden Harzen imprägnierten dünnen Platten einem Druck, der im Allgemeinen von 5 bis 10 MPa reicht, und einer Temperatur im Bereich von 120 bis 160°C ausgesetzt werden.
  • Das so erhaltene Produkt besitzt eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Wasser und chemischen Mitteln, im Allgemeinen begleitet von guten mechanischen Eigenschaften. Das Laminat wird daher normalerweise zum Beschichten von Wänden, Teilen von Möbeln, Arbeitsflächen, Trennwänden und dergleichen verwendet.
  • Der Zweck dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines dekorativen Kunststofflaminats von besonderem ästhetischem Wert, ohne jedoch die mechanischen Eigenschaften und die Festigkeitseigenschaften, die für Laminate gemäß dem bekannten Stand der Technik typisch sind, nachteilig zu beeinflussen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein dekoratives Kunststofflaminat des oben erwähnten Typs erfüllt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die äußere Lage aus einer dünnen Platte aus Metallmaterial an der Außenfläche mit einer Mehrzahl von nach außen gerichteten Vertiefungen versehen ist, die in einem vorgegebenen Muster angeordnet sind, wobei die Vertiefungen mit einem im Wesentlichen transparenten Kunststoffmaterial gefüllt sind, so dass die Vertiefungen sichtbar sind, aber durch Berührung im Wesentlichen nicht wahrnehmbar sind.
  • Das so erhaltene Kunststofflaminat bietet spezielle dekorative Effekte, und zwar dank der Tatsache, dass die Vertiefungen in seiner äußeren Metalloberfläche im Wesentlichen bündig mit dieser Oberfläche gefüllt sind, so dass die Metalloberfläche ein plastisch gestaltetes Erscheinungsbild zu haben scheint, während sie glatt oder bei der Berührung trotzdem einheitlich bleibt.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung dekorativer Kunststofflaminate, umfassend die folgenden Schritte:
    das Stapeln einer Mehrzahl von dünnen Platten auf Cellulosebasis, die mit Duroplast imprägniert und getrocknet wurden,
    dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst:
    das Platzieren von mindestens einer dünnen Platte aus Metallmaterial auf der Mehrzahl von gestapelten dünnen Platten auf Cellulosebasis in einer solchen Art und Weise, um diese äußerlich abzudecken,
    das Platzieren von mindestens einer dünnen Trägerplatte aus Kunststoffmaterial auf dem so errichteten Stapel, welche an einer ihrer Oberflächen mit einer Mehrzahl von fleckenartigen Ablagerungen aus einem zweiten transparenten Kunststoffmaterial versehen ist, die in einem vorgegebenen Muster angeordnet sind, wobei die Oberfläche mit der dünnen Platte aus Metallmaterial in Kontakt steht, und
    das Einwirkenlassen von Druck und Wärme auf den so erhaltenen Stapel, um die dünnen Platten auf Cellulosebasis aneinander und an die dünne Platte aus Metallmaterial zu binden und um die Bildung von Vertiefungen in der dünnen Platte aus Metallmaterial, die den Kontaktbereichen mit den fleckenartigen Ablagerungen entspricht, das Schmelzen des Kunststoffmaterials in den fleckenartigen Ablagerungen und das Füllen der Vertiefungen mit dem geschmolzenen Kunststoffmaterial zu bewirken.
  • Einige bevorzugte, jedoch nicht einschränkende Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
  • die 1 bis 4 schematische Querschnittsdarstellungen der Bestandteile eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung dekorativer Kunststofflaminate während der Schritte des Arbeitsvorgangs sind.
  • Zwei bevorzugte Schemata für das erfindungsgemäße Kunststofflaminat sind als Beispiele angeführt.
  • Schema 1
    • (1'') dekorative dünne Metallplatte
    • (2') mit Epoxid behandelte Deckschicht
    • (3) Bündel von Kraflpapierblättern
  • Schema 2
    • (1'') dekorative dünne Metallplatte
    • (3) Bündel von Kraftpapierblättern
  • Die Lagen eines herkömmlichen Typs, das heißt, die mit Epoxid behandelte Deckschicht und das Bündel von Kraftpapierblättern, sind in den Schemata 1 und 2 unter Verwendung derselben Bezugsziffern (2') und (3) bezeichnet, wie sie als Referenz für die zuvor veranschaulichten Schemata gemäß dem bekannten Stand der Technik zur Anwendung kommen. (1'') bezeichnet eine Lage, die aus einer dünnen Platte aus Metallmaterial, vorzugsweise Aluminium, gebildet ist. Die in Schema 1 angeführte Deckschicht (2') wird zum Stärken der Adhäsion zwischen der dünnen Metallplatte und dem Bündel von Kraftpapierblättern verwendet. Für den Fall, wo die Metallschicht einer Epoxidbehandlung des herkömmlichen Typs unterzogen wird, ist diese Deckschicht (2') nicht mehr erforderlich und kann daher fehlen, wie in Schema 2. Andere mögliche Schemata sind beispielsweise wie folgt:
  • Schema 3
    • (1'') dekorative dünne Metallplatte
    • (2') Deckschicht
    • (3) Bündel von Kraftpapierblättern
    • (2') Deckschicht
    • (1'') dekorative dünne Metallplatte oder:
  • Schema 4
    • (1'') dekorative dünne Metallplatte
    • (2') Deckschicht
    • (3) Bündel von Kraftpapierblättern
    • (4) Ausgleichsschicht
  • In Schema 3 wird die Anordnung der Lagen (1'') und (2') von Schema 1 in Spiegelbildform in Bezug auf eine ideale Ebene, die durch das Bündel von Kraftpapierblättern (3) gekennzeichnet ist, wiedergegeben. In Schema 4 befindet sich eine dünne Platte mit der Funktion einer Ausgleichsschicht des herkömmlichen Typs, die dazu ausgelegt ist, jegliche Verbiegung des Laminats im Anschluss an das Herstellungsverfahren zu verhindern, an der Oberfläche des Bündels von Kraftpapierblättern (3), dem gegenüberliegend die Lagen (1'') und (2') positioniert sind. In den obenstehend beschriebenen Schemata ist/sind die Lage(n) aus einer dünnen Metallplatte (1'') als äußerste Lage(n) des Laminats angeordnet, um eine freie Oberfläche 5 darzustellen (siehe z. B. 4), die mit anderen Lagen nicht in Kontakt tritt.
  • Die dünne Metallplatte (1'') ist vorzugsweise so gestaltet, dass diese freie Oberfläche ein glänzendes Erscheinungsbild hat. Für die Zwecke der Erfindung ist dies jedoch unwesentlich, und die dünne Metallplatte (1'' kann eine freie Oberfläche mit einem matten oder seidenmatten Erscheinungsbild haben.
  • Wie in 4 dargestellt, weist die freie Oberfläche 5 der Metallschicht (1'') eine Mehrzahl von Vertiefungen 11 auf, die in einem vorgegebenen Muster positioniert sind. Diese Vertiefungen 11 sind mit einem im Wesentlichen transparenten Kunststoffmaterial 20 gefüllt, das mit der Oberfläche der Metallschicht (1'') im Wesentlichen bündig ist, demzufolge die Oberfläche der dünnen Metallplatte (1'') ein plastisch gestaltetes Erscheinungsbild zu haben scheint, während sie glatt oder bei der Berührung trotzdem einheitlich bleibt, das heißt, die Vertiefungen 11 in dieser Oberfläche sind im Wesentlichen nicht wahrnehmbar.
  • Das folgende Verfahren wird erfindungsgemäß zur Erzielung dieses Effekts eingesetzt.
  • Zuallererst wird eine dünne Trägerplatte 30 aus Kunststoffmaterial, vorzugsweise Polyester, bereitgestellt, und ein weiteres Kunststoffmaterial 20, vorzugsweise Copolyamid, mit einem Schmelzpunkt Td oder einem Schmelzbereich, der unterhalb des Schmelzpunkts Ts des Kunststoffmaterials der dünnen Platte 30 liegt, wird darauf abgelagert. Die Ablagerung erfolgt bei einer Temperatur Tp, die zwischen den Temperaturen Td und Ts liegt. Auf diese Weise wird das Kunststoffmaterial 20, das abgelagert wird, im Wesentlichen geschmolzen und somit als Tropfen auf der dünnen Trägerplatte 30 abgelagert, und diese können in einem vorgegebenen Muster angeordnet und gestaltet werden. Bei Abkühlung der dünnen Trägerplatte auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunkts Td erstarren die Tropfen aus Kunststoffmaterial und bilden dabei feste fleckenartige Ablagerungen 21, die das gewünschte Muster an der dünnen Trägerplatte beibehalten (siehe 1). Dieser Ablagerungsvorgang ist an sich bekannt und wird daher nicht näher beschrieben.
  • Einzelne dünne Platten des Laminats werden hergestellt und insbesondere in einer herkömmlichen Art und Weise imprägniert, zum Beispiel in einer kontinuierlich arbeitenden Maschine, in der die Papierbahn, nachdem sie in das verwendete Harz getaucht wurde, in einen Trockenofen bei einer Temperatur von 120°C bis 160°C tritt und dann in das gewünschte Format geschnitten wird.
  • Die Kraftpapierblätter (3) und die Deckschicht(en) (2') werden danach gestapelt. Anschließend wird die dünne Metallplatte (1'') auf die Deckschicht(en) (2') gelegt, um den so erhaltenen Stapel von Lagen äußerlich abzudecken. Schließlich wird die dünne Träger platte 30 mit den festen Ablagerungen 21 aus Kunststoffmaterial 20 auf die Metallschicht (1'') gelegt, wobei die diese Ablagerungen tragende Seite 31 der freien Oberfläche 5 der Metallschicht (1'') zugewandt ist (siehe 2). Das so erhaltene Bündel wird dann einem Druck in einem Bereich von Werten, der normalerweise auf dem Gebiet der HPL-Herstellung eingesetzt wird, z. B. von mehr als 5 MPa, und einer hohen Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts Td in einer Chargenpresse ausgesetzt. Diese kombinierte Wirkung von Temperatur und Druck hat eine Vernetzung der Harze in einer herkömmlichen Art und Weise zur Folge. Zusätzlich verursacht dieser Vorgang die Bildung von Vertiefungen 11 in der dünnen Metallplatte (1'') in den Kontaktbereichen mit den Ablagerungen 21 an der dünnen Trägerplatte 30. Die dünne Metallplatte (1'') muss natürlich ausreichend dünn sein, um sich in der Chargenpresse durch die Wirkung des Drucks verformen zu können. Die Wirkung von Temperatur und Druck hat außerdem das Schmelzen des Kunststoffmaterials 20 der Ablagerungen 21 zur Folge, welches dann dazu gebracht wird, die Vertiefungen 11 in der dünnen Metallplatte (1'') zu füllen (siehe 3).
  • Wenn das Laminat abgekühlt wird, erstarren die Tropfen aus Kunststoffmaterial innerhalb der Vertiefungen 11 erneut und haften dabei an der Oberfläche 5 der Metallschicht (1''). Bei Entfernung der dünnen Trägerplatte 30 aus Kunststoffmaterial wird das gewünschte Muster somit auf die Metallschicht (1'') des Laminats übertragen (siehe 4).
  • Ein Beispiel eines erfindungsgemäß erhaltenen dekorativen Laminats wird nun beschrieben.
  • Beispiel
  • Ein dekoratives Laminat gemäß der in Schema 1 gezeigten Konfiguration wurde hergestellt. Herkömmliche Materialien, wie z. B. jene, die im einleitenden Teil dieser Beschreibung angeführt sind, wurden zur Herstellung des Bündels von Kraftpapierblättern und der Deckschicht verwendet. Eine dünne Polyesterplatte, zum Beispiel das von Nuroll S. p. A. unter dem Namen Nu Roll® PXE vermarktete Produkt, wurde als die dünne Trägerplatte aus Kunststoffmaterial verwendet. Die Ablagerungen auf dieser dünnen Trägerplatte bestanden aus Copolyamid, zum Beispiel aus dem unter dem Namen Griltex® D 1549A vermarkteten Produkt EMS-GRILTECH. Die oben erwähnten dünnen Platten wurden in einer Chargenpresse gestapelt, in der sie einer Temperatur von 130°C und einem Druck von mehr als 5 MPa ausgesetzt wurden.
  • Das so erhaltene Laminat hatte optimale technische Eigenschaften, die mit jenen eines HPL-Laminats vergleichbar waren.
  • Der erzielte dekorative Effekt ist besonders nützlich dank der Tatsache, dass die Außenfläche des Laminats ein plastisch gestaltetes Erscheinungsbild zu haben scheint, während sie glatt oder auf jeden Fall bei der Berührung einheitlich bleibt, das heißt, die Vertiefungen in dieser Außenfläche sind im Wesentlichen nicht wahrnehmbar.
  • Es ist beabsichtigt, dass die beschriebenen Ausführungsformen als Beispiele von Ausführungsformen der Erfindung anzusehen sind; die Erfindung lässt jedoch Modifikationen bezüglich der Form und Anordnung der Teile und der Konstruktions- und Funktionsdetails zu, und zwar gemäß den zahlreichen möglichen Varianten, die dem Fachmann angemessen erscheinen mögen. Beispielsweise können mehrere Bündel von übereinanderliegenden Kraftpapierblättern, die durch Trennschichten eines herkömmlichen Typs getrennt sind, innerhalb des Laminats vorhanden sein.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung dekorativer Kunststofflaminate, umfassend die folgenden Schritte: das Stapeln einer Mehrzahl von dünnen Platten auf Cellulosebasis (2', 3), die mit Duroplast imprägniert und getrocknet wurden, und das Platzieren von mindestens einer dünnen Platte aus Metallmaterial (1'') auf der Mehrzahl von gestapelten dünnen Platten auf Cellulosebasis (2', 3), um diese äußerlich abzudecken, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: das Platzieren von mindestens einer dünnen Trägerplatte (30) aus Kunststoffmaterial auf dem so errichteten Stapel, welche mit einer Mehrzahl von fleckenartigen Ablagerungen (21) aus einem zweiten transparenten Kunststoffmaterial (20) versehen ist, die an einer ihrer Oberflächen (31) in einem vorgegebenen Muster angeordnet sind, wobei die Oberfläche (31) mit der dünnen Platte aus Metallmaterial (1'') in Kontakt steht, und das Einwirkenlassen von Druck und Wärme auf den so erhaltenen Stapel, um die dünnen Platten auf Cellulosebasis (2', 3) aneinander und an die dünne Platte aus Metallmaterial (1'') zu binden und um die Bildung von Vertiefungen (11) in der dünnen Platte aus Metallmaterial (1'') in den Kontaktbereichen mit den fleckenartigen Ablagerungen (21), das Schmelzen des Kunststoffmaterials (20) der fleckenartigen Ablagerungen (21) und das Füllen der Vertiefungen (11) mit dem geschmolzenen Kunststoffmaterial (20) zu bewirken.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, außerdem umfassend einen Schritt des Abkühlens des Laminats, um eine Verfestigung des geschmolzenen Kunststoffmaterials (20) innerhalb der Vertiefungen zu bewirken.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, außerdem umfassend einen Schritt des Entfernens der dünnen Platte aus Kunststoffträgermaterial (30) nach dem Kühlschritt.
  4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kunststoffmaterial der dünnen Trägerplatte (30) Polyester, das Kunststofffüllmaterial (20) Copolyamid und die Lage aus Metallmaterial (1'') Aluminium ist.
  5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dünnen Platten auf Cellulosebasis (2', 3) ein Bündel von Kraftpapierblättern (3) und eine mit Melaminharz imprägnierte Alphacellulose-Deckschicht (2'), die zwischen der dünnen Platte (3) und der mindestens einen Lage aus Metallmaterial (1'') angeordnet ist, umfassen.
  6. Dekoratives Kunststofflaminat, enthaltend eine Mehrzahl übereinanderliegender, mit Duroplasten imprägnierter dünner Platten auf Cellulosebasis (2', 3), die durch Druck und Wärme aneinander gebunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass es an mindestens einer seiner Oberflächen eine äußere Lage aus einer dünnen Platte aus Metallmaterial (1'') umfasst, die an der Außenfläche (5) mit einer Mehrzahl von nach außen gerichteten, gemäß einem vorgegebenen Muster angeordneten Vertiefungen (11) versehen ist, wobei die Vertiefungen (11) mit einem im Wesentlichen transparenten Kunststoffmaterial (20) in einer solchen Art und Weise gefüllt sind, dass die Vertiefungen (11) gesehen werden können, aber durch Berührung im Wesentlichen nicht wahrnehmbar sind.
  7. Laminat gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststofffüllmaterial (20) Polyamid und die Lage aus Metallmaterial (1'') Aluminium ist.
  8. Laminat gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die dünnen Platten auf Cellulosebasis (2', 3) ein Bündel von Kraftpapierblättern (3) und eine mit Melaminharz imprägnierte Alphacellulose-Deckschicht (2'), die sich zwischen dem Bündel (3) und der mindestens einen Lage aus Metallmaterial (1'') befindet, umfassen.
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