DE69729013T2 - Verfahren zur Herstellung eines dekorativen Laminates - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines dekorativen duroplastischen Laminats mit einer Oberflächenstruktur, welche wirklichkeitsnah zu dem Dekor der oberen Oberfläche passt.
- Mit duroplastischen Laminaten beschichtete Produkte sind heutzutage verbreitet. Sie werden insbesondere verwendet, wenn die Anforderungen an einen Abriebwiderstand hoch sind, jedoch auch wenn der Widerstand gegenüber unterschiedlichen Chemikalien und Feuchtigkeit benötigt wird. Als ein Beispiel derartiger Produkte können Böden, Bodenleisten, Tischoberflächen, Arbeitsflächen und Wandpaneele genannt werden.
- Das duroplastische Laminat besteht meistens aus einer Anzahl von Grundbahnen, wobei eine Dekorbahn am nahesten zu der Oberfläche platziert ist. Die Dekorbahn kann mit einem gewünschten Dekor oder Muster ausgestattet sein. Die häufigsten Muster stellen üblicherweise das Bild unterschiedlicher Arten von Holz oder Mineralien wie Marmor oder Granit dar. Die Oberfläche des Laminats kann während des Laminierverfahrens mit einer Struktur versehen werden, die das Dekor wirklichkeitsnäher machen wird. Pressplatten mit einer Struktur oder Strukturfolien werden häufig verwendet, wenn ein derartiges Laminat hergestellt wird. Eine negative Nachbildung der Struktur in der Pressplatte oder der Folie wird während des Laminierverfahrens in das Laminat gedrückt.
- Die Struktur stellt geeigneterweise Merkmale bereit, die für das Muster des in dem Laminat dargestellten Dekors kennzeichnend sind. Die Struktur kann grob ausgeführt werden, um beispielsweise grob geschnittenen Stein zu simulieren, oder kann glatt mit zufällig verteilten Fehlstellen und Mikrorissen ausgeführt werden, um polierten Marmor zu simulieren. Eine Holzoberfläche wird durch Ausstatten der Oberfläche mit zufällig verteilten, dünnen länglichen Vertiefungen simuliert, die Poren nachahmen. Diese Vertiefungen müssen in der Wachstumsrichtung des simulierten Holzes ausgerichtet sein, die durch das Muster der Maserung angegeben wird, um das Ergebnis wirklichkeitsnah zu machen. Daher sind die Maserungen und die simulierten Poren nur in Längsrichtung des Laminats ausgerichtet. Da duroplastische Laminate oftmals auf großen Oberflächen wie beispielsweise Böden verwendet werden, ist es wesentlich, dass das Muster sich nicht selbst wiederholt. Dies wird erzielt, indem ein zufälliges Muster in dem Boden ausgeführt wird oder durch Wiederholen des Musters mit einer niedrigen Wiederholungsfrequenz.
- Es gab für eine lange Zeit einen großen Bedarf danach, ein dekoratives duroplastisches Laminat herstellen zu können, beispielsweise mit Dekorabschnitten, die in unterschiedlichen Richtungen ausgerichtet sind und mit einer passenden Oberflächestruktur. Ein derartiges Muster simuliert beispielsweise Platten oder Stäbe, die in unterschiedlichen Richtungen platziert sind. Da es unmöglich gewesen ist, diese Muster mit einer passenden Oberflächenstruktur bereitzustellen, wurden diese Muster vermieden oder es wurde eine glatte Oberfläche vorgesehen.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde dem oben genannten Bedarf begegnet und es wurde ein duroplastisches Laminat mit einer dekorativen Oberfläche mit einer passenden Oberflächenstruktur erzielt. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines dekorativen duroplastischen Laminats, welches Laminat mit einem duroplastischen Harz imprägnierte Papierschichten aufweist. Ein Dekorpapier in der Form einer Bahn oder eines Blatts, die mit einem Dekormuster ausgestattet sind, das Dekorabschnitte mit unterschiedlichen Richtungen besitzt und mit einem duroplastischen Harz, bevorzugt Melamin-Formaldehydharz, imprägniert sind, das dann getrocknet worden ist, wird als Oberflächenschicht auf eine Basisschicht platziert und daran durch Pressen unter einem erhöhten Druck angehaftet. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Matrix verwendet wird, welche Matrix mit einer Anzahl von Oberflächenstrukturabschnitten ausgestattet ist, die strukturell unabhängig voneinander sind. Die Oberflächenstrukturabschnitte sind dazu vorgesehen, zumindest hauptsächlich, jedoch bevorzugt vollständig, mit entsprechenden Dekorabschnitten des Dekorpapiers zusammen zu treffen. Die Matrix wird vor dem Pressen genau auf der Oberseite des Dekorpapiers platziert und wird nach dem Pressen von dem erhaltenen Laminat getrennt. Das Laminat wird hierdurch eine Dekoroberfläche mit einer Oberflächenstruktur erhalten, deren unterschiedliche Richtungen den Richtungen der unterschiedlichen Dekorabschnitte des Dekormusters entsprechen. Durch dieses Verfahren können auch charakteristische Abweichungen in dem Muster wie beispielsweise Astlöcher oder dergleichen in Holzmustern mit einer wirklichkeitsnahen Oberflächenstruktur versehen werden.
- Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Basisschicht aus einer Anzahl herkömmlicher Papierbahnen mit Trockenbasisschicht oder Papierblättern mit Basisschicht, die mit duroplastischem Harz imprägniert sind. Das Harz in der obersten derselben ist möglicherweise Melamin-Formaldehydharz. Der Rest der Bahnen oder Blätter enthält Phenol-Formaldehydharz. Die Dekorpapierbahn oder das Dekorpapierblatt wird auf der Oberseite der herkömmlichen Basisschichtbahnen oder Basisschichtblätter platziert. Die unterschiedlichen Papierbahnen oder ein Stapel von Blättern werden dann kontinuierlich oder diskontinuierlich jeweils miteinander bei einem erhöhten Druck und einer erhöhten Temperatur laminiert. Die unterschiedlichen Papiere werden hierdurch aneinander angehaftet.
- Beim Trocknen der obigen Harz imprägnierten Papierbahnen wird das Lösungsmittel verdampft und das Harz wird teilweise auf eine sogenannte B-Stufe (B-Stage) ausgehärtet. Das erhaltene, imprägnierte Papier wird üblicherweise als "Pre-preg" bezeichnet.
- Gemäß der Erfindung besteht die Basisschicht aus einer Spanplatte oder einer Faserplatte. Hierdurch kann beispielsweise eine Tischoberfläche oder ein Laminatboden gleichzeitig zu der Laminierung des duroplastischen Laminats hergestellt werden, wodurch eine zusätzliche Phase der Herstellung vermieden werden kann.
- Die Matrix besteht bevorzugt aus einer Strukturfolie, einer Pressplatte oder dergleichen, die mit einem gewünschten Strukturmuster versehen worden sind. Wenn das Muster in dem Dekorpaper entworfen worden ist, wird dieser Entwurf geeignet als Basis verwendet, wenn die Strukturfolie hergestellt wird. Hierdurch kann eine 3-dimensionale Struktur erzielt werden, die vollständig oder teilweise mit dem Muster des Dekors zusammentrifft.
- Die Dekorpapierbahn bzw. die Dekorpapierblätter werden bevorzugt mit Positioniermitteln (einer Positioniereinrichtung) wie Farbpunkten, Löchern, Codelinien, Vertiefungen oder dergleichen versehen. Die Positioniermittel werden in einer vorbestimmten Beziehung zu den Richtungsveränderungen des Dekormusters platziert. Die Matrix wird bevorzugt ebenso mit Positioniermitteln wie Farbpunkten, Löchern, Codelinien, Vertiefungen oder dergleichen versehen. Diese Positioniermittel werden in einer vorbestimmten Beziehung zu den Grenzen der Oberflächenstrukturabschnitte platziert. Die Positioniermittel in der Matrix bzw. in dem Dekorpapier sind bevorzugt gegenseitig, so dass eine genaue Abstimmung zwischen dem Dekor und der Oberflächenstruktur durch Platzieren der Positioniermittel aufeinander zu erzielt wird.
- Das Dekormuster kann beispielsweise aus einer Anzahl von Abschnitten paralleler Reihen von Stäben bestehen, wobei die Stäbe in benachbarten Reihen bevorzugt zueinander in der Längsrichtung versetzt sind. Ein Abschnitt von Stäben wird hierbei parallel zu der Längsrichtung des Laminats angeordnet und durch einen Abschnitt von Stäben gefolgt, die senkrecht zu dem vorhergehenden Abschnitt von Stäben angeordnet sind, usw..
- Ein Toleranzbereich wird geeigneterweise an der Matrix in der Grenze zwischen zwei benachbarten, voneinander unabhängigen Oberflächenstrukturabschnitten verwendet. Dieser Toleranzbereich besteht aus einem 1–20 mm breiten, bevorzugt 3–10 mm breiten Feld ohne jegliche Struktur.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Toleranzbereich an der Matrix in der Grenze zwischen zwei benachbarten, voneinander unabhängigen Oberflächenstrukturabschnitten verwendet. Dieser Toleranzbereich besteht aus einem 1–20 mm breiten, bevorzugt 3–10 mm breiten Feld, in welchem die erste Struktur graduell in die andere Oberflächenstruktur umgewandelt wird.
- Die Oberflächenschicht des Laminats umfasst geeignet ein sogenanntes "overlay"-Papier, bevorzugt aus Alpha-Cellulose, das auf der Oberseite des Dekorpapiers platziert ist. Hierdurch wird die Nutzlebensdauer des Laminats verlängert, da das "overlay"-Papier abgenutzt wird, bevor ein sichtbarer Verschleiß des Dekorblatts stattfindet. Das "overlay"-Papier ist geeigneterweise mit Melamin-Formaldehydharz imprägniert. Geeigneterweise ist zumindest eines der mit duroplastischem Harz imprägnierten Blätter, bevorzugt das oberste, mit Hartpartikeln beschichtet, beispielsweise aus Silizium, Aluminiumoxid und/oder Siliziumcarbid mit einer durchschnittlichen Abmessung von 1 bis 100 μm, bevorzugt etwa 5 bis 60 μm. Hierdurch wird der Verschleißwiderstand noch weiter erhöht.
- Die Laminierung findet bevorzugt in einer kontinuierlichen Laminatpresse mit zwei Stahlriemen statt, wobei die Matrix aus einer Strukturfolie besteht, die zuvor die Form einer geschlossenen Bahn besitzt, welche kontinuierlich durch die Presse gefördert wird. Der Druck in der Presse beträgt geeigneterweise 5 bis 90 bar, bevorzugt 20 bis 70 bar. Die Temperatur beträgt geeigneterweise 140 bis 200°C, bevorzugt 160 bis 180°C. Die Geschwindigkeit der Matrix und/oder der Dekorpapierbahn wird bevorzugt kontinuierlich geführt. Dies wird geeigneterweise mittels von Sensoren wie einem mechanischen Geber, Scannern, Fotozellen, CCD-Kameras, pneumatischen Sensoren oder dergleichen, und den Positioniermitteln erzielt, so dass eine genaue Abstimmung zwischen dem Dekor und der Oberflächenstruktur erhalten wird. Bei einer diskontinuierlichen Laminierung wird geeigneterweise eine Mehröffnungspresse verwendet, in welcher viele Laminate gleichzeitig hergestellt werden können. Der Druck wird dann üblicherweise 20 bis 150 bar, bevorzugt, 70 bis 120 bar betragen, und die Temperatur wird geeigneterweise 120 bis 180°C, bevorzugt 140 bis 160°C betragen.
- Die Erfindung wird weiter in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen erläutert, die unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung zeigen, wobei
-
1 zeigt Teile einer Anzahl von Basisschichtblättern, einem Dekorblatt, einem "overlay"-Blatt und einer Matrix in der Form einer Strukturfolie. Die Blätter und die Folie sind vor einem Pressen in einer diskontinuierlichen Laminatpresse vom Mehröffnungstyp gestapelt worden. -
2 zeigt schematisch ein kontinuierliches Laminierverfahren gemäß der Erfindung. -
1 zeigt ein Bündel, bei welchem eine Anzahl unterschiedlicher Blätter vor einem Pressen gestapelt worden sind. Das Bündel besteht von unten nach oben aus - a) eine Anzahl
von Basisschichtblättern
4 , die mit einem Phenol-Formaldehydharz imprägniert sind, - b) einer Basisschichtblatt
4' , das mit Melamin-Formaldehydharz imprägniert ist, - c) einem Dekorpapierblatt
1 , das Musterabschnitte mit gesetzten Richtungen enthält, welches Blatt mit Melamin-Formaldehydharz imprägniert ist, - d) ein sogenanntes "overlay"-Papierblatt
5 aus Alpha-Cellulose, das mit Melamin-Formaldehydharz imprägniert und mit Hartpartikeln aus Siliziumcarbid mit einer durchschnittlichen Abmessung von 50 μm beschichtet ist, - e) eine Matrix in der Form eines Strukturfolienblatts
2 mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturabschnitten, die in unterschiedlichen Richtungen ausgerichtet sind. Das Dekorblatt1 und das Strukturfolienblatt2 sind derart geschnitten, dass die Dekorabschnitte und die Strukturabschnitte angemessen aufeinander abgestimmt sind. - Das Dekorblatt
1 und das Strukturfolienblatt2 , die mit Positioniermitteln in der Form von Löchern3 entlang ihren beiden langen Seiten ausgestattet sind, sind etwas breiter als die anderen Blätter des Bündels. Die Löcher3 , deren Mittelpunkt der Richtungsveränderung in der Struktur und dem Dekor entspricht, werden hierdurch außerhalb der langseitigen Ränder der anderen Blätter4 ,4' und5 sein. Das Dekorblatt1 und Strukturfolienblatt2 werden genau aufeinander abgestimmt, indem sie auf eine Anzahl von Führungsstäben aufgewickelt werden, deren Durchmesser auf den Durchmesser der Löcher3 abgestimmt ist. Die anderen Blätter4 ,4' und5 werden ausgerichtet, indem sie durch die inneren Ränder der Führungsstäbe gelagert werden. Zwischen jedem dieser sogenannten Pressbündel wird eine ebene Pressplatte platziert. Wenn die gewünschte Anzahl von Pressbündeln und Pressplatten gestapelt worden sind, werden die Bündel in eine Mehröffnungspresse gelegt, wo die Blätter in dem jeweiligen Pressbündel miteinander bei einem Druck von 90 bar und einer Temperatur von 150°C für 60 Minuten laminiert werden. Die Strukturfolien2 werden nach dem Pressen von den fertiggestellten Laminaten getrennt. - Die Bündel können neben einem Laminieren in einer Mehröffnungspresse auch in einer kontinuierlichen Laminierpresse laminiert werden. Die Blätter in den Pressbündeln werden dann geeigneterweise zuerst über ihre Ränder aneinander angehaftet, woraufhin die Bündel nacheinander zwischen zwei Stahlriemen in der kontinuierlichen Laminatpresse gefördert werden, wo sie laminiert werden. Die oben genannten Zwischenpressplatten werden bei Einsatz dieses Verfahrens vermieden. Die Blätter in einem Pressbündel können durch lokales Pressen in einer Anzahl von Punkten bei gleichzeitiger Erwärmung verschweißt werden, so dass das Harz örtlich schmilzt. Durch Einsatz dieses Verfahrens wird verhindert, dass die Blätter in einem Bündel sich beim Handhaben vor dem Pressen verschieben.
-
2 zeigt schematisch ein kontinuierliches Laminierverfahren, bei welchem eine Anzahl unterschiedlicher Papierbahnen von Rollen in eine kontinuierliche Laminierpresse20 gefördert werden, die mit zwei kontinuierlichen Stahlriemen22 ausgestattet ist, zwischen denen die unterschiedlichen Papierbahnen miteinander laminiert werden. Die Bahnen bestehen von unten nach oben aus: - a) einer Anzahl von Basispapierbahnen
14 , die mit Phenol-Formaldehydharz imprägniert sind, - b) einer Basispapierbahn
14' , die mit Melamin-Formaldehydharz imprägniert ist, - c) einer Dekorpapierbahn
11 , die dekorative Musterabschnitte mit unterschiedlichen Richtungen enthält, welche Bahn mit Melamin-Formaldehydharz imprägniert ist, - d) einer Matrix in der Form einer Strukturfolienbahn
12 mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturabschnitten. - Die Dekorbahn
11 und die Strukturfolienbahn12 sind an ihren äußeren Rändern mit Positioniermitteln3 in der Form von Codelinien versehen. Die Geschwindigkeit der Dekorbahn11 und der Strukturfolienbahn12 wird über Klemmrollen18' ,18 geführt. Die Geschwindigkeit der Klemmrollen18 ,18' wird über zwei optische Sensoren19 geführt, welche die gegenseitige Position der Codelinien an der Dekorbahn11 und der Strukturfolienbahn12 erfassen. Die Codelinien sind in einer vorbestimmten Beziehung zu den Grenzen der Oberflächenstrukturabschnitte an der Strukturfolienbahn12 sowie den Musterabschnitten der Dekorbahn11 platziert. Die Oberflächenstruktur und das Dekor können hierdurch genau aufeinander abgestimmt werden, bevor mit dem Pressen begonnen wird. Die unterschiedlichen Bahnen werden kontinuierlich miteinander in einer kontinuierlichen Laminierpresse20 bei einem Druck von 35 bar und einer Temperatur von 180°C laminiert. Die Strukturfolienbahn12 wird nach dem Pressen von dem fertiggestellten Laminat21 getrennt. - Die Strukturfolienbahn
12 kann alternativ in Blätter geschnitten werden. Diese Strukturfolienblätter werden dann nacheinander genau auf der Oberseite der Dekorpapierbahn11 mittels der Codelinien positioniert und in die kontinuierliche Laminierpresse20 gefördert. Es ist ebenso möglich, die Dekorpapierbahn11 anstelle der Strukturfolienbahn12 in Blätter zu schneiden. Die Dekorpapierblätter werden dann nacheinander unter der Strukturfolienbahn mittels der Codelinien positioniert und in die kontinuierliche Laminierpresse20 gefördert. Das Positionieren der Strukturfolienblätter oder der Dekorpapierblätter kann entweder automatisch oder manuell vorgenommen werden. Es ist ebenso möglich, ein Bündel der obersten Blätter wie in Verbindung mit1 beschrieben herzustellen. Diese Bündel können beispielsweise von unten nach oben bestehen aus: einem Dekorpapierblatt1 , einem "overlay"-Blatt 5 und einem Strukturfolienblatt2 . Die genaue Positionierung zwischen dem Dekor und der Struktur wird vorgenommen, wenn die Bündel hergestellt werden. Die Bündel werden dann nacheinander auf der Oberseite der Basispapierbahn14' platziert und in die kontinuierliche Laminierpresse20 gefördert. Dieses alternative Verfahren kann verwendet werden, wenn das normale Verfahren der Abstimmungseinstellungen unzureichend wird, beispielsweise in Folge großer Unterschiede der thermischen Ausdehnung, Feuchtigkeitsausdehnung oder sehr hoher Anforderungen an eine genaue Abstimmung zwischen der Strukturfolienbahn12 und der Dekorpapierbahn11 . - Die Erfindung kann auf unterschiedliche Arten innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung variiert werden. Die Strukturfolienbahn
12 gemäß der in Verbindung mit2 beschriebenen Ausführungsform kann beispielsweise durch einen der Pressriemen22 der Laminierpresse20 ersetzt werden und zwar durch Versehen desselben mit unterschiedlichen Strukturabschnitten. Der Pressriemen kann ferner mit einer Anzahl von Dübeln an seinen Rändern ausgestattet sein, welche Dübeln Löchern entsprechen, die an dem Rand der Dekorbahn11 platziert sind. Falls eine Oberflächenstrukturfolienbahn verwendet wird, ist diese geeigneterweise ebenso mit entsprechenden Löchern an ihrem Rand ausgestattet. Die Bahnen können hierdurch wie Computerpapier mit einem sogenannten Zugfördern in einem Drucker ausgerichtet und gefördert werden. Gleichermaßen kann auch das Oberflächenstrukturfolienblatt in der in1 beschriebenen Ausführungsform durch eine Pressplatte ersetzt werden, die mit entsprechender, unterschiedlicher Oberflächenstruktur aus Abschnitten versehen worden ist.
Claims (8)
- Verfahren zur Herstellung eines dekorativen duroplastischen Laminats (
21 ), welches Laminat (21 ) mit duroplastischem Harz imprägnierte Papierschichten aufweist, die mit einem duroplastischen Harz imprägniert sind und durch Pressen unter erhöhtem Druck miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strukturfolienbahn (12 ) und eine Dekorpapierbahn (11 ) in Blätter geschnitten werden, wonach die Strukturfolienblätter Stück für Stück genau auf der Oberseite der Dekorpapierblätter (11 ) mittels einer Positioniereinrichtung positioniert werden, die wiederum auf einer Basisschicht angeordnet wird, die aus einer Spanplatte oder einer Faserplatte besteht, wobei eine Anzahl von Bündeln gebildet werden, wonach die Bündel Stück für Stück in eine kontinuierliche Laminatpresse (20 ) zugeführt werden. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blätter in einem Pressenbündel durch örtliches Zusammenpressen derselben in einer Anzahl von Punkten, während Wärme aufgebracht wird, sodass das Harz örtlich schmilzt, verschweißt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekorpapierbahn (
11 ) bzw. die Dekorpapierbahn (1 ) eine Positioniereinrichtung (3 ) wie Farbpunkte, Löcher, Codelinien, Einkerbungen oder dergleichen besitzt, und dass die Positioniereinrichtung (3 ) in einer vorbestimmten Beziehung zu den Richtungsveränderungen des Dekormusters angeordnet ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix (
12 ,2 ) mit einer Positioniereinrichtung wie Farbpunkten, Löchern, Codelinien, Einkerbungen oder dergleichen ausgestattet ist, und dass die Positioniereinrichtung (3 ) in einer vorbestimmten Beziehung zu den Grenzen der Oberflächenstrukturabschnitte angeordnet ist. - Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (
3 ) in der Matrix bzw. dem Dekorpapier (1 ,11 ) zueinander passen, sodass durch Platzieren derselben zueinander eine genaue Passung zwischen Dekor und Oberflächenstruktur erzielt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht des Laminats ein sogenanntes Auflagepapier (
5 ) aufweist, bevorzugt aus Alpha-Zellulose, das auf dem Dekorpapier (1 ,11 ) platziert wird. - Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflagepapier (
5 ) mit Melamin-Formaldehydharz imprägniert ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der mit duroplastischem Harz imprägnierten Blätter, bevorzugt das oberste, Hartpartikel enthält, beispielsweise Siliziumdioxid, Aluminiumoxid und/oder Siliziumkarbid mit durchschnittlichen Abmessungen von 1 bis 100 μm, bevorzugt etwa 5 bis 60 μm.
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