EP2269744A2 - Paneel aus Holzwerkstoff mit Oberflächenbeschichtung - Google Patents

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EP2269744A2
EP2269744A2 EP10183178A EP10183178A EP2269744A2 EP 2269744 A2 EP2269744 A2 EP 2269744A2 EP 10183178 A EP10183178 A EP 10183178A EP 10183178 A EP10183178 A EP 10183178A EP 2269744 A2 EP2269744 A2 EP 2269744A2
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panel
layer
wood
lacquer
material according
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    • B05D7/50—Multilayers
    • B05D7/56—Three layers or more

Definitions

  • the invention relates to a panel of wood material with surface coating.
  • Wood materials that are processed into panels are usually surface-coated.
  • the surface coating causes only the actual usability of the panels, as they decor, water resistance, abrasion resistance, chemical resistance, possibly stock against algae, fungi and / or insects lend.
  • the surface coating is usually carried out by a coating of the panel with a resin impregnated decorative paper.
  • the AT 351,744 describes the painting of a chipboard, wherein a first paint job is referred to as a primer.
  • the primer is applied to both surfaces, top and bottom of the chipboard.
  • a second paint job follows.
  • the second lacquer layer is applied on one side only on the upper side of the chipboard.
  • the paint application is at least 50 to 500 g / m 2 .
  • the method proposed here dispenses with decorative paper. The aim is to save expensive equipment such as presses. In fact, however, the synthetic resin predominantly proposed here for the coating layers is melamine, one of the most expensive coating components.
  • lacquer layers The application of optically satisfactory lacquer layers has hitherto required that abrasive layers be provided in the lacquer structure which, after the application and curing of a first lacquer layer, cover this first lacquer layer.
  • the abrasive layers are each largely or completely sanded again to obtain a smooth surface for the next coat of paint. This multi-layer procedure with intermediate grinding is required to obtain visually appealing coatings.
  • UV-curable coatings brings here remedy.
  • An example of the use of UV-curable coatings shows the US 4,439,480 ,
  • the panel of wood material is coated according to a simple embodiment of the invention with a primer and, building on it, with at least one layer of lacquer.
  • the coating of lacquer, the layer thickness is less than 120 ⁇ m in total, preferably less than 80 ⁇ m, more preferably less than 60 ⁇ m, advantageously less than 45 ⁇ m, particularly advantageously less than 30 ⁇ m.
  • the paint which substantially determines the performance characteristics of the panel, is preferably applied in two or more layers.
  • the above-mentioned layer thickness of up to 120 microns in total is not exceeded.
  • the surface coating of the panel is substantially improved.
  • the application of several thin layers of lacquer improves the load-bearing capacity or the resistance of the lacquer layer as a whole, making the coating more durable.
  • a thin lacquer layer is understood as meaning a lacquer layer of up to 20 ⁇ m, preferably of up to 15 ⁇ m, advantageously of up to 10 ⁇ m.
  • the at least two thin lacquer layers are applied when using UV-curing lacquers in such a way that in each case an already applied layer is annealed, and then already the next layer is applied.
  • an already applied layer is annealed, and then already the next layer is applied.
  • the rapid application of the thin lacquer layers can be dispensed with the application of an abrasive layer and the subsequent grinding of the individual lacquer layers before applying the next layer, because the individual layers thin and -ggf. by angel Schlieren- sufficiently smoothly applied.
  • the quality, in particular the smoothness of the thin lacquer layer also satisfies high optical and mechanical quality requirements.
  • lacquer layer applied according to the invention in a thin layer can be cured or reacted, depending on the choice of lacquer, with ultraviolet light (UV light) or by electro-jet hardening ESD, the latter can also be used without the use of photoinitiators.
  • UV light ultraviolet light
  • ESD electro-jet hardening
  • the surface coating has at least one functional component which is integrated in the at least one lacquer layer, or as the outer layer or under the at least one lacquer layer or as between at least two lacquer layers arranged layer can be applied.
  • the at least one functional component combines well with the material of the paint layer. If the at least one functional component is applied as a layer, then the at least one functional layer bonds well with the paint layer (s). UV-curing paints are surprisingly extremely tolerant to functional components. The hardening and building up of a uniform surface coating is well possible according to the invention despite different combinations of functional components or layers of lacquer and other substances.
  • the surface coating may also have two or more different functional components or layers.
  • the surface coating may also have two or more different functional components or layers.
  • the functional component is often incorporated into the at least one lacquer layer, in particular if it forms the outer layer of the surface coating.
  • the scratch resistance, the abrasion, the gloss but also properties such as an antibacterial effect or dissipative properties of the panel by selecting the appropriate UV or radiation-curing paint but also by selecting suitable functional components such.
  • a main area of use for panels is in addition to the use as ceiling or wall coverings or countertop and the use as a floor covering.
  • the suitability as a floor covering depends essentially on whether the surface of the panel is sufficiently resistant to the abrasion caused by the walking of the floor or the wear of chair castors and other objects.
  • use classes for laminate are defined in EN 13329, ie for wood-based panels which have a surface coating are made of decorative paper.
  • the panels according to claim 1 in particular the floor panels, but also with countertops is dispensed with in the context of the surface coating just on the decorative paper. This is replaced by the extremely low paint application.
  • the panels according to claim 1 using the EN 13329 classes of use are assigned, which are in any case the demands on residential demand fair.
  • the product according to claim 1 is tested and evaluated using the same testing method prescribed by DIN EN 13329 for laminate. So z. B. in panels, which are provided with the thin lacquer layer according to the invention, according to EN 13329 the rating "use class 31" (commercial area) achieved, if corundum is embedded in the thin lacquer layer.
  • the z. B. are predetermined for worktops.
  • At least one functional layer which however does not have to be on the surface of the coated panel, is made of an elastomer.
  • EVA ethylene-vinyl acetate
  • TPU thermoplastic polyurethanes
  • the elastic properties of these materials greatly improve the room acoustics as well as the sound insulating properties of the panel. In particular, the improved impact sound insulation through the use of EVA should be emphasized.
  • the application of various UV-curing lacquers can be used to apply different lacquers, in particular matt lacquers and gloss lacquers, in layers, these layers covering the surface of the panel in each case in sections. Matt varnish is applied in sections as a functional layer.
  • a lacquer layer of gloss lacquer is applied.
  • layers of matt lacquer and gloss lacquer are arranged in their layer sequence such that optically perceivable structures form. These structures are characterized by the fact that viewers perceive supposedly three-dimensional patterns.
  • These plastic-looking patterns from a succession of gloss varnish and matt varnish layers can be used for the design of fantasy decors, but also for the reproduction of natural decors.
  • the replica of pore structures to think are examples of the same.
  • An alternative to the production of optically perceivable structures can likewise be implemented according to the invention by introducing at least two functional layers.
  • a first functional layer which partially covers the surface of the panel, and which repels a coloring coating
  • at least one second layer which consists of a coloring coating that covers the surface of the panel in sections.
  • a first functional layer with waxes or oils may be applied in sections, which prevents the absorption of paint or of a coloring coating on the surface of the wood material.
  • inventions of panels of wood-based material with visually perceptible structures by applying one or at least two functional layers preferably have surface coatings in which at least one functional layer is covered by at least one lacquer layer.
  • a UV-absorbing substance is used as the functional component.
  • UV light-absorbing substances or compounds are usually metal compounds, in particular metal oxides such as zinc oxide, for which it is known that they reflect UV light or absorb.
  • this substance is transparent or acts. It is further preferred if this functional component is used in the final lacquer layer, or is arranged at or near the surface of the surface coating. It has a special protective effect when applied above coloring or UV-light changeable coatings.
  • a further advantageous embodiment of the panel according to the invention provides that a flame-retardant or the fire resistance of the wood-material increasing substance is used as a functional component.
  • Flame retardant or fire resistance improving substances are known per se. These include, for example, water glass or other inorganic substances such as vermiculite. Preferably, transparent substances are also used here.
  • a substance or a mixture of substances is used according to the invention, with which the sliding resistance of the surface of the wood material is set.
  • Typical substances are wax or oils or mixtures thereof, but also mineral substances, especially fine-grained sand.
  • This functional layer is preferably arranged as an outer layer of the surface.
  • at least one functional component is introduced into the surface coating of a panel with which the haptic properties of the surface of the wood-based material or the coated panel can be adjusted.
  • suitable Waxes, oils or mixtures thereof and mineral substances such.
  • fine-grained sand which are used as so-called matting agents to give the surface of the panel a velvety handle.
  • This functional component can be applied both as an outer layer of the surface coating. But it can also be arranged within the layer structure, since the surface coating as a rule is generally so thin that z. B. also arranged between the paint layers layers to adjust the feel are effective.
  • a topcoat with a given degree of gloss which influences the gloss level of the surface coating or the surface of the panel.
  • the invention also encompasses a panel in which it is provided according to the invention that a substance is applied as the functional layer with which the antistatic properties of the surface of the wood-based material are to be set.
  • the antistatic properties of the surface of the wood material can be adjusted by adding carbon black, but the coloring is severely limited.
  • surfactants can be added as a functional component to promote water retention in the paint.
  • conductive fabrics can be used, which in turn affects the appearance of the surface. It is particularly preferred within the scope of the invention to use transparent, conductive particles as the functional component or layer.
  • Transparent conductive particles are produced, for example, by applying metal oxides to carrier particles.
  • a mica particle doped with tin and antimony oxide is suitable.
  • Transparent particles may have a platy or spherical shape. Good conductivity and transparency as well as optimum conductivity is achieved with particles having a diameter of up to 25 .mu.m, preferably up to 15 .mu.m, preferably of up to 10 microns.
  • the electrically conductive, transparent particles are contained in only one layer of a multilayer synthetic resin structure on an overlay or a plate-shaped wooden material.
  • up to 15% by weight (% by weight) of electrically conductive, transparent particles are based on the solids content of the synthetic resin, preferably up to 10% by weight, more preferably up to 8% by weight of particles Solid portion of the resin used.
  • a dissipative surface on an overlay or a plate-shaped wood material is built up if at least one layer, that is to say up to 40 g / m 2 of a synthetic resin mixed with transparent, conductive particles according to the invention, is applied.
  • at least one layer that is to say up to 40 g / m 2 of a synthetic resin mixed with transparent, conductive particles according to the invention.
  • up to 25 g / m 2 more preferably up to 15 g / m 2 , advantageously up to 10 g / m 2 are sufficient.
  • the layer structure of the respective surface can easily exceed 100 g / m 2 in the case of a multilayer structure. Nevertheless, only one layer of the inventively particulate resin suffices to provide a surface having significantly improved conductivity.
  • a known measure for increasing the abrasion resistance is the introduction of corundum with the paint. This measure also increases in panels according to claim 1, the abrasion resistance, which is an essential parameter for determining the service classes according to DIN EN 13329. At most, the grain size of the corundum is finer to choose, to adapt to the thinner paint layer. Corundum is preferably introduced as a functional component in a lacquer layer, which is not the outermost lacquer layer.
  • the surface coating of the panel can be provided according to an advantageous embodiment of the invention after the application and curing of the paint still with a plastic deformation.
  • relief-like embossments are introduced, which are durable.
  • the seal does not crack, it does not crack, it absorbs deformations of a depth suitable for reproducing natural materials.
  • embossing can be achieved
  • the surface of a surface-coated workpiece will be perceived as a close replica of natural products because touching the surface conveys exactly the structure known from natural products. This perception is supported in most cases by a coordinated color scheme.
  • a wood-based panel can simulate certain types of wood by applying one or more coats of paint. The plastically deformed surface of the sealed panel then complements the pore structure familiar from the real wood model.
  • the at least one lacquer layer is applied directly to the primer.
  • a surface coating is quite functional, but it rarely meets aesthetic requirements. Therefore, according to a preferred embodiment of the invention, at least one, usually at least two layers of color are applied as a functional layer between primer and lacquer layer. If necessary, adhesion promoters or putty layers can also be applied to the primer in order to improve the substrate for the application of paint.
  • the paint usually adheres very well to the primer.
  • the adhesion of the paint to the paint may, according to a particularly preferred embodiment of the invention, if necessary, be improved by adding at least 5% by weight of paint to the paint before it is applied. Possibly.
  • the varnish may be added to single or all color layers if more than one color layer is applied.
  • a panel of wood material one of which, for use, for. B. intended for committing or working Side is provided with a surface coating, on the opposite side, usually referred to as the bottom, at least partially coated with paint.
  • This at least partially applied paint replaces the usual papers or veneers, which were used as a countermove.
  • a counter-pull is required in order to compensate for the forces occurring in connection with the surface coating, in particular shrinkage stresses occurring during drying or hardening of the surface coating.
  • the paint application on the underside of the panel can be done in very small quantities. It suffice up to 120 g / m 2 , preferably up to 80 g / m 2 , more preferably up to 60 g / m 2 , advantageously up to 45 g / m 2 , preferably up to 30 g / m 2 . Especially with low order quantities, it may happen that no closed lacquer layer is formed. On a closed lacquer layer, it does not matter, but it depends on the shrinkage, which develops the paint applied to the underside during curing. Paints are known and available which shrink very differently when applied and cured on wood-based materials within a wide range.
  • a varnish is selected whose shrinkage is suitable for compensating for the deformation which generates the respective surface coating.
  • the forces that occur can also be calculated, it has proven to be easier to determine the suitable lacquer for the underside of a panel by simple tests.
  • the paint applied to the underside can be chosen as desired. It can be a solvent-based or water-based paint that dries or hardens when exposed to heat. But it may also be a curing by means of UV light or electron beam curing lacquer.
  • This device for coating, in particular painting of panels has means for Conveying panels to a processing unit and away from a processing unit and means for applying a coating, in particular a coating and means for partially or completely curing a coating, in particular a coating, wherein the means for applying a coating and the means for partial or complete Curing a coating in that they are arranged directly behind one another, are combined to form a processing unit.
  • a coating in particular a coating and means for partially or completely curing a coating, in particular a coating
  • the means for applying a coating and the means for partial or complete Curing a coating in that they are arranged directly behind one another, are combined to form a processing unit.
  • at least two processing units are provided.
  • the processing units are very compact compared to the prior art, as can be dispensed with devices for grinding paint layers.
  • the direct sequential arrangement of the means for applying coatings, usually of rollers, which apply paint to the surface of the panel, and means for partially or completely curing these layers allows close coordination of the application of the coating with its fixation.
  • Regularly coatings of the surface of a panel still require a fixation, usually called curing or reacting.
  • curing or reacting As described in connection with the panel according to the invention, it may also be a partial hardening or reacting.
  • the curing agent is to look at the setting of UV-curing paints, which were applied immediately before on the surface of a panel.
  • Means for curing are therefore preferably designed as UV light-emitting devices or as devices for electron beam curing, but it can also be known devices in which the curing takes place by supplying heat.
  • At least two of these processing units are provided; the arrangement of at least three processing units, for example, is preferred for applying a two-coat base coat or a base coat and a functional layer, for.
  • a layer of a resilient plastic material with low Shore hardness As a layer of a resilient plastic material with low Shore hardness, and a layer of a topcoat.
  • the device according to the invention can be designed for working speeds of at least 35 m / min, preferably at least 50 m / min, more preferably at least 70 m / min.
  • a commercial primer is rolled on.
  • the order quantity is approx. 14 g / m 2 .
  • This primer fills out bumps, smoothes fibers and improves the water-repellent properties of the hardboard.
  • the primer is essentially an aliphatic polyurethane dispersion (80 to 90% by weight), which in combination with an acrylate copolymer emulsion (between 10 and 15% by weight) and small amounts of water (less than 2% by weight) and conventional additives for stabilization and defoaming (between 2 and 5% by weight) is applied to the hardboard.
  • a first and a second coat of paint is applied on the dried primer then a first and a second coat of paint is applied.
  • Each 30 g / m 2 of a varnish which cures under UV light are applied first, then the curing is initiated under the action of UV light, but not completed.
  • the second lacquer layer is then applied to the partially cured first lacquer layer. This lacquer layer is exposed to UV light, but not completely cured.
  • Corundum is added to each of the first two layers of lacquer.
  • the paint is composed as follows: The proportion of corundum is 20 to 25% by weight.
  • An aliphatic polyurethane acrylate accounts for 15 to 25% by weight. 45 to 55% by weight makes up a highly functional, aliphatic polyester acrylate. 2 to 10% of the weight percentage add additives, for example for defoaming, to stabilize the paint, for faster curing or to prevent discoloration of the paint. Paints of this composition are commercially available.
  • a UV-curing topcoat with 12 g / m 2 is applied to these first two layers of lacquer.
  • the subsequently used UV light finally cures all three layers of lacquer applied, which is readily possible due to the overall low application rates.
  • the topcoat is composed such that aliphatic high-functionality polyester acrylate occupies about 30 to 50% by weight, aliphatic polyurethane acrylate about 15-25% by weight, monomers are added at 5 to 15% by weight, silicatic constituents make up about 5 to 20% by weight and additives are added in amounts of 10 to 25% by weight. Also such paints are commercially available.
  • the panels produced from the thus-coated hardboard are suitable for use as a floor covering.
  • an abrasion of 2,400 they are assigned to the abrasion class AC 3 and thus to use class 31 (commercial use) in accordance with EN 13329.
  • the coating of the panel described above takes place by means of roller application. Both the primer is applied with a roller and the paint layers.
  • the rollers that apply the paint layers are each part of a processing unit, which is assigned in addition to the rollers and a UV light unit for fishing or curing of the paint.
  • the first two processing units are designed so that the means of application, the UV light units, the applied lacquer layer only angel Schl. Only the UV light unit of the third processing unit causes complete curing of the applied paint layers.
  • the device according to the invention can be adjusted to working speeds of 45 m / min or 55 m / min, depending on the type of coating to be applied.
  • a commercial primer is rolled on.
  • the order quantity is approx. 14 g / m 2 .
  • This primer fills out bumps, smoothes fibers and improves the water-repellent properties of the hardboard.
  • the primer is essentially an aliphatic polyurethane dispersion (80 to 90% by weight), which in combination with an acrylate copolymer emulsion (between 10 and 15% by weight) and small amounts of water (less than 2% by weight) and conventional additives for stabilization and defoaming (between 2 and 5% by weight) is applied to the hardboard.
  • a first and a second coat of paint is applied on the dried primer then a first and a second coat of paint is applied.
  • Each 30 g / m 2 of a varnish which cures under UV light are applied first, then the curing is initiated under the action of UV light, but not completed.
  • the second lacquer layer is then applied to the partially cured first lacquer layer. This lacquer layer is exposed to UV light, but not completely cured.
  • Corundum is added to each of the first two layers of lacquer.
  • the paint is composed as follows: The proportion of corundum is 20 to 25% by weight.
  • An aliphatic polyurethane acrylate accounts for 15 to 25% by weight. 45 to 55% by weight makes up a highly functional, aliphatic polyester acrylate. 2 to 10% by weight contribute additives which serve, for example, for defoaming, for stabilizing the varnish, for accelerating curing or for preventing discoloration of the varnish. Paints of this composition are commercially available.
  • a UV-curing topcoat with 12 g / m 2 is applied to these first two layers of lacquer.
  • the subsequently used UV light finally cures all three layers of lacquer applied, which is readily possible due to the overall low application rates.
  • the topcoat is composed such that aliphatic high-functionality polyester acrylate occupies about 30 to 50% by weight, aliphatic polyurethane acrylate about 15-25% by weight, monomers are added at 5 to 15% by weight, silicatic constituents make up about 5 to 20% by weight and additives are added in amounts of 10 to 25% by weight. Also such paints are commercially available.
  • the panels produced from the thus-coated hardboard are suitable for use as a floor covering. They are with an attrition of 2.400 of the abrasion class AC 3 and thus of use class 31 (commercial use) according to EN 13329.
  • the coating of the panel described above takes place by means of roller application. Both the primer is applied with a roller and the paint layers.
  • the rollers that apply the paint layers are each part of a processing unit, which is assigned in addition to the rollers and a UV light unit for fishing or curing of the paint.
  • the first two processing units are designed so that the means of application, the UV light units, the applied lacquer layer only angel Schl. Only the UV light unit of the third processing unit causes complete curing of the applied paint layers.
  • the device according to the invention can be adjusted to working speeds of 45 m / min or 55 m / min, depending on the type of coating to be applied.
  • a primer 14 g / m 2
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • a color print is applied to the TPU to produce a wood effect on the light wood-colored substrate of the TPU.
  • UV-curing lacquer is applied in a layer thickness of 30 microns.
  • three layers of UV-curing lacquers are applied in a layer thickness of 15 ⁇ m in each case.
  • the HDF board which is provided with three layers of UV varnish, complies with the specifications for a commercially usable floor according to EN 13329 for service class 32.

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  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Paneel aus Holzwerkstoff mit Oberflächenbeschichtung, aufweisend eine Grundierung, die auf den Holzwerkstoff auf getragen ist und mindestens einer Lackschicht, die mittels UV-Licht oder mittels Elektronenstrahl-Härtung (ESH) ausgehärtet ist, wobei die Gesamt-Schichtdicke der mindestens einen Lackschicht weniger als 120 µm beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine funktionale Komponente vorgesehen ist, die in der mindestens einen Lackschicht integriert ist, oder die als außen liegende funktionale Schicht, als unter der mindestens einen Lackschicht oder als zwischen mindestens zwei Lackschichten angeordnete, funktionale Schicht aufgetragen ist, wobei als funktionale Komponente eine Substanz oder eine Mischung von Substanzen eingesetzt ist, mit der der Gleitwiderstand der Oberfläche des Holzwerkstoffs und/oder die haptischen Eigenschaften der Oberfläche des Holzwerkstoffs einzustellen ist.

Description

    Beschreibung
  • Die Erfindung betrifft ein Paneel aus Holzwerkstoff mit Oberflächenbeschichtung.
  • Holzwerkstoffe, die zu Paneelen verarbeitet werden, sind in der Regel oberflächenbeschichtet. Die Oberflächenbeschichtung bewirkt erst die eigentlichen Gebrauchsfähigkeit der Paneele, da sie Dekor, Wasserfestigkeit, Abriebfestigkeit, Chemikalienbeständigkeit, ggf. Bestand gegen Algen, Pilze und/oder Insekten verleihen. Die Oberflächenbeschichtung erfolgt üblicherweise durch eine Beschichtung des Paneels mit einem kunstharzgetränkten Dekorpapier.
  • Alternativen zur Beschichtung mit Dekorpapier sind beschrieben, beispielsweise in der AT 351 744 , diese Beschichtungen haben sich in der Praxis aber nicht durchgesetzt. Die AT 351 744 beschreibt das Lackieren einer Spanplatte, wobei ein erster Lackauftrag als Grundierung bezeichnet wird. Die Grundierung wird auf beiden Oberflächen, Oberseite und Unterseite der Spanplatte aufgetragen. Ein zweiter Lackauftrag schließt sich an. Die zweite Lackschicht wird einseitig nur auf die Oberseite der Spanplatte aufgetragen. Der Lackauftrag beträgt mindestens 50 bis 500 g/m2. Das hier vorgeschlagene Verfahren verzichtet auf Dekorpapier. Angestrebt wird das Einsparen von teuren Anlagenteilen wie Pressen. Tatsächlich handelt es sich jedoch bei dem hier für die Lackschichten überwiegend vorgeschlagenen Kunstharz um Melamin, einer der teuersten Lackkomponenten. Das in der AT 351 744 vorgeschlagene Produkt hat sich in der Praxis nicht durchgesetzt, unter anderem auch aus Kostengründen. Auch das Aufbringen des Lacks hat sich als problematisch erwiesen, da es als erforderlich angesehen wurde, dicke Lackschichten aufzubringen in der Annahme, dass eine angemessene, möglichst große Schichtdicke erforderlich sei, um die gewünschte Widerstandsfähigkeit zu erreichen. Das Aufbringen und Aushärten dicker Lackschichten ist jedoch technisch aufwändig und damit kostenintensiv.
  • Das Auftragen optisch zufriedenstellender Lackschichten erfordert bisher, das Schleifschichten im Lackaufbau vorgesehen werden, die nach dem Auftragen und Aushärten einer ersten Lackschicht diese erste Lackschicht überdecken. Die Schleifschichten werden jeweils weitgehend oder vollständig wieder abgeschliffen, um eine glatte Unterlage für die nächste Lackschicht zu erhalten. Dieses mehrschichtige Vorgehen mit zwischenschleifen ist erforderlich, um optisch ansprechende Lackierungen zu erhalten.
  • Das Auftragen von UV-härtbaren Lacken bringt hier Abhilfe. Ein Beispiel für den Einsatz UV-härtbarer Lacke zeigt die US 4,439,480 .
  • Auch die Verwendung von Dekorpapier ist kostenintensiv und bringt Nachteile mit sich, insbesondere das Schrumpfen des Dekorpapiers beim Aushärten ist als nachteilig anzusehen, da es aufwändig ist, die mit dem Schrumpfen einhergehenden Verwerfungen der Paneele zu vermeiden.
  • Abgesehen von der Oberflächenbeschichtung eines Holzwerkstoff-Paneels, mit der die einfache Gebrauchsfähigkeit hergestellt wird, sind zunehmend Oberflächen-Ausrüstungen nachgefragt, die besonderen Anforderungen wie Abrasionsfestigkeit, Geräusch- und Trittschalldämmung, aufwändiger Farbgebung, besonderer Wärmeleitfähigkeit oder elektrischer Leitfähigkeit bzw. -Ableitfähigkeit und dergleichen stellen. Das Anpassen der Holzwerkstoff-Paneele an solche Anforderungen ist von besonderer Bedeutung für die vollständige Erschließung des Marktes.
  • Es besteht daher Bedarf an einem Paneel aus Holzwerkstoff mit einer Oberflächenbeschichtung, insbesondere einer Oberflächenbeschichtung die mindestens eine funktionale Schicht einschließt, wobei die Oberflächenbeschichtung preiswert und einfach aufzubringen ist. Weiter ist ein Verfahren zum Beschichten von Holzwerkstoffen und eine Vorrichtung hierfür vorzuschlagen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Paneel nach Anspruch 1. Das Paneel aus Holzwerkstoff ist nach einer einfachen Ausführung der Erfindung mit einer Grundierung und, darauf aufbauend, mit mindestens einer Lackschicht überzogen. Es hat sich jedoch zum Erreichen gebrauchstüchtiger Festigkeits- und Verschleißeigenschaften als ausreichend erwiesen, nur sehr wenig Lack aufzutragen. Der Auftrag an Lack, die Schichtdicke, beträgt insgesamt weniger als 120 µm, vorzugsweise weniger als 80 µm, besonders bevorzugt weniger als 60 µm, vorteilhaft weniger als 45 µm, besonders vorteilhaft weniger als 30 µm.
  • Der Lack, der wesentlich die Gebrauchseigenschaften des Paneels bestimmt, wird vorzugsweise in zwei oder mehr Schichten aufgetragen. Dabei wird die vorstehend angegebene Schichtdicke von bis zu 120 µm insgesamt nicht überschritten. Durch diese Maßnahme wird die Oberflächenbeschichtung des Paneels wesentlich verbessert. Beim Auftragen mehrerer dünner Schichten wird z. B., anders als im Stand der Technik, keine unerwünschte Struktur in der Oberfläche abgebildet, beim Aufwalzen des Lacks also keine Walzstruktur. Weiter werden unerwünschte Änderungen in der Optik der Lackschicht vermieden, die beim Auftragen dicker Lackschichten kaum zu vermeiden sind. Zudem verbessert sich durch das Auftragen mehrerer dünner Lackschichten die Belastbarkeit bzw. die Widerstandsfähigkeit der Lackschicht insgesamt, die Beschichtung wird strapazierfähiger. Als dünne Lackschicht wird im Zusammenhang mit dieser Erfindung eine Lackschicht von bis zu 20 µm, vorzugsweise von bis zu 15 µm, vorteilhaft von bis zu 10 µm verstanden.
  • Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die mindestens zwei dünnen Lackschichten bei Einsatz von UV-härtenden Lacken in der Weise aufgebracht, dass jeweils eine bereits aufgetragene Schicht angeliert wird, und dann bereits die nächste Schicht aufgetragen wird. Abgesehen von dem schnellen Auftragen der dünnen Lackschichten kann dabei auf das Aufbringen einer Schleifschicht und das anschließende Schleifen der einzelnen Lackschichten vor dem Aufbringen der jeweils nächsten Schicht verzichtet werden, weil die einzelnen Schichten dünn und -ggf. durch angelieren- ausreichend glatt aufgetragen werden können. Die Qualität, insbesondere die Glätte der dünnen Lackschicht genügt dabei auch hohen optischen und mechanischen Qualitätsansprüchen.
  • Die erfindungsgemäß in dünner Schicht aufgetragene Lackschicht kann -je nach Wahldes Lacks- mit mit ultraviolettem Licht (UV-Licht) oder durch Elektrostrahl-Härtung ESD ausgehärtet bzw. ausreagiert werden, letztere kann auch ohne Einsatz von Photoinitiatoren angewandt werden.
  • Erfindungsgemäß weist die Oberflächenbeschichtung mindestens eine funktionale Komponente auf, die in der mindestens einen Lackschicht integriert ist, oder die als außen liegende Schicht oder unter der mindestens einen Lackschicht oder als zwischen mindestens zwei Lackschichten angeordnete Schicht aufgetragen sein kann. Hervorzuheben ist, dass sich die mindestens eine funktionale Komponente gut mit dem Werkstoff der Lackschicht verbindet. Wird die mindestens eine funktionale Komponente als Schicht aufgetragen, so verbindet sich die mindestens eine funktionale Schicht gut mit der oder den Lackschichten. UV-härtende Lacke sind überraschenderweise gegenüber funktionalen Komponenten außerordentlich tolerant. Das Aushärten und Aufbauen einer einheitlichen Oberflächenbeschichtung ist trotz unterschiedlicher Kombinationen aus funktionalen Komponenten bzw. Schichten aus Lack und anderen Substanzen erfindungsgemäß gut möglich. So, wie ein- und dieselben funktionale Komponenten oder Schichten ein-oder mehrschichtig in die Oberflächenbeschichtung integriert sein können, kann die Oberflächenbeschichtung auch zwei oder mehr unterschiedliche funktionale Komponenten oder Schichten aufweisen. Beispielhaft sei nur genannt eine Schicht zur Trittschalldämmung und eine Schicht zur Verbesserung der Brandbeständigkeit oder zwei farbgebende Schichten und eine Schicht aus Lack, dem eine funktionale Komponente beigegeben ist zur Einstellung der Absorption von UV-Licht.
  • Die funktionale Komponente ist vielfach in die mindestens eine Lackschicht eingearbeitet, insbesondere, wenn diese die äußere Schicht der Oberflächenbeschichtung bildet. So wird beispielsweise die Kratzfestigkeit, der Abrieb, der Glanzgrad aber auch Eigenschaften wie eine antibakterielle Wirkung oder ableitende Eigenschaften des Paneels sowohl durch Auswahl des geeigneten UV- oder Strahlungshärtenden Lacks aber auch durch Auswahl geeigneter funktionaler Komponenten wie z. B. Nanosilber zur Erzeugung einer antibakteriellen Wirkung oder der Zusatz leitfähiger Stoffe zur Gewährleistung gegebener Ableitfähigkeit, aber auch durch Zusatz von Korund zur Einstellung des Abriebs bestimmt.
  • Ein Haupteinsatzbereich für Paneele ist neben der Verwendung als Decken- oder Wandbekleidung oder Arbeitsplatte auch der Gebrauch als Fußbodenbelag. Die Eignung als Fußbodenbelag hängt wesentlich davon ab, ob die Oberfläche des Paneels ausreichend widerstandsfähig ist gegen den Abrieb der durch das Begehen des Fußbodens bzw. die Abnutzung durch Stuhlrollen und andere Gegenstände verursacht wird. Damit die Nutzungsparameter wie Abriebeigenschaften, Stuhlrollenfestigkeit, Fleckenunempfindlichkeit und dergleichen von Paneelen vergleichbar werden, sind in der EN 13329 Nutzungsklassen für Laminat festgelegt, also für Holzwerkstoffpaneele, die mit einer Oberflächenbeschichtung aus Dekorpapier versehen sind.
  • Die Nutzungsklassen unterscheiden zwischen der Nutzung von Paneelen für Wohnzwecke und für gewerbliche Zwecke. Auch die Eignung als Arbeitsplatte, z. B. in Labors oder Werkstätten, erfordert besondere Verschleißfestigkeit, die durch besondere Prüfungen nachgewiesen wird, insbesondere durch die EN 310, 319, 323, 324-1, 438 mit Anforderungen an Abrieb, Kratzfestigkeit, Rissanfälligkeit, Lichtechtheit, Flecken-Unempfindlichkeit und Verhalten gegenüber Wasserdampf, Topfböden und Zigarettenglut sowie der prEN 717 und der DIN 52612.
  • Bei den Paneelen nach Anspruch 1, insbesondere den Fußbodenpaneelen, aber auch bei Arbeitsplatten wird im Zusammenhang mit der Oberflächenbeschichtung gerade auf das Dekorpapier verzichtet. Dieses wird durch den außerordentlich geringen Lackauftrag ersetzt. Trotz des geringen Lackauftrags sind die Paneele nach Anspruch 1 unter Anwendung der EN 13329 Nutzungsklassen zuzuordnen, die auf jeden Fall den Ansprüchen an Wohnbeanspruchung gerecht werden. Das Produkt nach Anspruch 1 wird dabei mit den gleichen Prüfungsverfahren geprüft und bewertet, die die DIN EN 13329 für Laminat vorschreibt. So wird z. B. bei Paneelen, die mit der erfindungsgemäßen dünnen Lackschicht versehen sind, gemäß EN 13329 die Bewertung "Nutzungsklasse 31" (gewerblicher Bereich) erreicht, sofern Korund in die dünne Lackschicht eingebettet ist. Dies ist als außerordentlicher wirtschaftlicher Vorteil anzusehen, da mit minimalem Lackeinsatz eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb erreicht wird. Gleichfalls werden mit der erfindungsgemäßen Oberflächenbeschichtung die hohen Anforderungen der Normen erreicht, die z. B. für Arbeitsplatten vorgegeben sind.
  • Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine funktionale Schicht, die jedoch nicht an der Oberfläche des beschichteten Paneels liegen muss, aus einem Elastomer. Insbesondere Ethylen-vinyl-acetat (EVA) oder andere geeignete Polyolefine oder Kunststoff-Mischungen, die EVA oder mindestens ein anderes Polyolefin enthalten, aber auch Polyurethane, insbesondere thermoplastische Polyurethane (TPU) sind hierfür geeignet. Die elastischen Eigenschaften dieser Materialien verbessern die raumakustischen Eigenschaften, aber auch die schalldämmenden Eigenschaften des Paneels sehr. Insbesondere die verbesserte Trittschalldämmung durch den Einsatz von EVA ist hervorzuheben. Bei Fußbodenpaneelen ist, insbesondere bei Elastomeren, die mit stärkerer Schichtdicke (z. B. 5 mm und mehr) aufgetragen sind, auch ein dämpfender Effekt auf die Gelenke von Personen festzustellen, die diese Fußbodenpaneele begehen. Derart mit funktionalen Komponenten bzw. Schichten versehende Paneele sind insbesondere für Sporthallen geeignet. Die schalldämmenden Eigenschaften kommen beispielsweise bei Wand- oder Deckenpaneelen, deren Oberfläche vergrößert ist, besonders zur Wirkung. Das Elastomer wird in einer Schichtdicke von 0,1 mm bis zu 10 mm aufgetragen. Bereits eine einzige Schicht eines Elastomers trägt wesentlich zur Dämmung des Trittschalls bei. Es ist aber auch möglich, mehrere Schichten anzuordnen, die ggf. durch Lackschichten oder andere funktionale Schichten getrennt sind. Die Bindung zwischen Grundierung, Elastomer und Lackschicht ist dabei gut. Sie hält auch starken Belastungen, z. B. der gewerblichen Nutzung, stand.
  • Besonders vorteilhaft kann der Auftrag verschiedener UV-härtender Lacke dazu genutzt werden, unterschiedliche Lacke, insbesondere Mattlacke und Glanzlacke in Schichten aufzubringen, wobei diese Schichten die Oberfläche des Paneels jeweils abschnittweise bedecken. Mattlack wird als funktionale Schicht abschnittsweise aufgebracht. Darüber wird eine Lackschicht aus Glanzlack aufgebracht. Bereits diese einfache zweischichtige Oberflächenbeschichtung ermöglicht optische Effekte. Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind Schichten von Mattlack und Glanzlack in ihrer Schichtfolge derart angeordnet, dass sich optisch wahrnehmbare Strukturen bilden. Diese Strukturen zeichnen sich dadurch aus, dass Betrachter vermeintlich dreidimensionale Muster wahrnehmen. Diese plastisch wirkenden Muster aus einer Folge von Glanzlack- und Mattlack-Schichten können zur Gestaltung von Phantasiedekoren, aber auch zur Nachbildung von Naturdekoren eingesetzt werden. Hier ist insbesondere an die Nachbildung von Porenstrukturen zu denken.
  • Eine Alternative zur Herstellung optisch wahrnehmbarer Strukturen kann ebenfalls erfindungsgemäß über das Einbringen von mindestens zwei funktionalen Schichten umgesetzt werden. Eine erste funktionale Schicht, die die Oberfläche des Paneels abschnittsweise bedeckt, und die eine farbgebende Beschichtung abstösst, sowie mindestens eine zweite Schicht, die aus einer farbgebenden Beschichtung besteht, die die Oberfläche des Paneels abschnittsweise bedeckt. Beispielsweise kann eine erste funktionale Schicht mit Wachsen oder Ölen abschnittsweise aufgetragen sein, die das Aufziehen von Farbe bzw. von einer farbgebenden Beschichtung auf die Oberfläche des Holzwerkstoffs verhindert.
  • Auf diese Weise werden optisch wahrnehmbare Strukturen erzeugt.
  • Die vorbeschriebenen Ausführungsformen von Paneelen aus Holzwerkstoff mit optisch wahrnehmbaren Strukturen durch Aufbringen von einer oder von mindestens zwei funktionalen Schichten weisen bevorzugt Oberflächenbeschichtungen auf, bei denen mindestens eine funktionale Schicht von mindestens einer Lackschicht überdeckt ist.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Paneels ist als funktionale Komponente eine UV-Licht absorbierende Substanz eingesetzt. Typischerweise bieten sich hier Körper oder Substanzen mit Abmessungen im Nanobereich, also mit Abmessungen bis zu 950 nm. UV-Licht absorbierende Substanzen oder Verbindungen sind meist Metallverbindungen, insbesondere Metalloxide wie Zinkoxid an, für die bekannt ist, dass sie UV-Licht reflektieren bzw. absorbieren. Bevorzugt ist oder wirkt diese Substanz transparent. Weiter bevorzugt wird, wenn diese funktionale Komponente in der abschließenden Lackschicht eingesetzt ist, bzw. an oder nahe der Oberfläche der Oberflächenbeschichtung angeordnet ist. Sie entfaltet besondere Schutzwirkung, wenn sie oberhalb von farbgebenden oder durch UV-Licht veränderbaren Beschichtungen aufgetragen ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Paneels sieht vor, dass als funktionale Komponente eine flammhemmende oder die Brandbeständigkeit des Holzwerkstoffs erhöhende Substanz eingesetzt ist. Flammhemmende oder die Brandbeständigkeit verbessernde Substanzen sind an sich bekannt. Dazu zählen beispielsweise Wasserglas oder andere anorganische Substanzen wie Vermiculite. Bevorzugt werden auch hier transparente Substanzen eingesetzt.
  • Als funktionale Komponente wird erfindungsgemäß eine Substanz oder eine Mischung von Substanzen eingesetzt, mit der der Gleitwiderstand der Oberfläche des Holzwerkstoffs einzustellen ist. Typische Substanzen sind Wachs oder Öle oder Mischungen davon, aber auch mineralische Stoffe, insbesondere feinkörniger Sand. Diese funktionale Schicht wird vorzugsweise als äußere Schicht der Oberfläche angeordnet. Weiter wird erfindungsgemäß in die Oberflächenbeschichtung eines Paneels mindestens eine funktionale Komponente eingebracht, mit der die haptischen Eigenschaften der Oberfläche des Holzwerkstoffs bzw. des beschichteten Paneels einzustellen sind. Auch hier eignen sich Wachse, Öle oder Mischungen davon und mineralische Stoffe wie z. B. feinkörniger Sand, die als sogenannte Mattierungsmittel eingesetzt werden, um der Oberfläche des Paneels einen samtartigen Griff zu verleihen. Diese funktionale Komponente kann sowohl als außenliegende Schicht der Oberflächenbeschichtung aufgetragen sein. Sie kann aber auch innerhalb des Schichtaufbaus angeordnet sein, da die Oberflächenbeschichtung insgesamt in der Regel so dünn ist, dass z. B. auch zwischen den Lackschichten angeordnete Schichten zur Einstellung der Haptik wirksam sind.
  • Insbesondere in Verbindung mit farbgebenden Schichten wird als funktionale Komponente ein Decklack mit vorgegebenem Glanzgrad eingesetzt, die den Glanzgrad der Oberflächenbeschichtung bzw. der Oberfläche des Paneels beeinflusst.
  • Die Erfindung umfasst auch ein Paneel, bei dem erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass als funktionale Schicht eine Substanz aufgetragen ist, mit der die antistatischen Eigenschaften der Oberfläche des Holzwerkstoffs einzustellen sind. Die antistatischen Eigenschaften der Oberfläche des Holzwerkstoffs können eingestellt werden durch Zugabe von Ruß, wobei allerdings die Farbgebung stark eingeschränkt ist. Alternativ können Tenside als funktionale Komponente zugegeben werden, um die Wassereinlagerung in den Lack zu fördern. Schließlich können leitfähige Gewebe eingesetzt werden, was wiederum die Optik der Oberfläche beeinträchtigt. Besonders bevorzugt ist es im Rahmen der Erfindung, als funktionale Komponente bzw. Schicht transparente, leitfähige Partikel einzusetzen. Es hat sich herausgestellt, dass eine einzige, mit geringen Mengen der genannten Partikel versetzte Schicht von Kunstharz oder Lack genügt, um dauerhaft und unabhängig von weiteren Parametern wie der Umgebungsfeuchte eine signifikante Verbesserung der Ableitfähigkeit zu gewährleisten, zum Beispiel eine Oberfläche für einen ableitfähigen Fußboden nach DIN IEC 61 340 zu schaffen.
  • Transparente leitfähige Partikel werden beispielsweise durch Aufbringen von Metalloxiden auf Trägerpartikel erzeugt. Es eignet sich beispielsweise ein Glimmer-Partikel, der mit Zinn- und Antimonoxid dotiert ist. Transparente Partikel können plättchenförmige oder sphärische Gestalt aufweisen. Gute Leitfähigkeit und Transparenz sowie optimale Ableitfähigkeit wird mit Partikeln, die einen Durchmesser von bis zu 25 µm, vorzugsweise bis zu 15 µm, bevorzugt von bis zu 10 µm erreicht.
  • Erfindungsgemäß ist es ausreichend, wenn in nur einer Schicht eines mehrschichtigen Kunstharz-Aufbaus auf einem Overlay oder einem plattenförmigen Holzwerkstoff das elektrisch leitfähige, transparente Partikel enthalten ist. Erfindungsgemäß genügen bis 15 Gewichts-% (Gew.-%) elektrisch leitfähiges, transparentes Partikel bezogen auf den Feststoff-Anteil des Kunstharzes, bevorzugt werden bis zu 10 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu 8 Gew.-% Partikel bezogen auf den Feststoff-Anteil des Kunstharzes eingesetzt.
  • Eine ableitfähige Oberfläche auf einem Overlay oder einem plattenförmigen Holzwerkstoff wird aufgebaut, wenn mindestens eine Schicht, das heißt, bis zu 40 g/m2 eines erfindungsgemäß mit transparenten, leitfähigen Partikeln versetzten Kunstharzes aufgetragen werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform genügen bis zu 25 g/m2, besonders bevorzugt bis zu 15 g/m2, vorteilhaft bis zu 10 g/m2. Der Schichtaufbau der jeweiligen Oberfläche kann insgesamt ohne weiteres bei einem mehrschichtigen Aufbau über 100 g/m2 liegen. Trotzdem genügt nur eine Schicht des erfindungsgemäß mit Partikeln versetzten Kunstharzes, um eine Oberfläche zu erhalten, die eine signifikant verbesserte Ableitfähigkeit aufweist.
  • Eine an sich bekannte Maßnahme zur Steigerung der Abriebfestigkeit ist das Einbringen von Korund mit dem Lack. Diese Maßnahme steigert auch bei Paneelen nach Anspruch 1 die Abriebfestigkeit, die ein wesentlicher Parameter zur Bestimmung der Nutzungsklassen gemäß DIN EN 13329 ist. Allenfalls ist die Körnung des Korunds feiner zu wählen, zur Anpassung an die dünnere Lackschicht. Bevorzugt wird Korund als funktionale Komponente in eine Lackschicht eingebracht, die nicht die äußerste Lackschicht ist.
  • Die Oberflächenbeschichtung des Paneels kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung nach dem Aufbringen und Aushärten des Lacks noch mit einer plastischen Verformung versehen werden. Dabei werden in die angelierte oder ausgehärtete Oberflächenbeschichtung unter Druck sowie ggf. bei erhöhten Temperaturen reliefartige Prägungen eingebracht, die dauerhaft sind. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass die Oberfläche eines oberflächenbeschichteten Werkstücks durchaus noch plastisch verformbar ist, ohne dass die Oberflächenbeschichtung Schaden nimmt. Die Versiegelung platzt nicht ab, sie reißt nicht, sie nimmt Verformungen einer Tiefe auf, die zum Nachbilden natürlicher Werkstoffe geeignet sind. Mit der Prägung kann also erreicht werden, dass die Oberfläche eines oberflächenbeschichteten Werkstücks als enge Nachbildung von Naturstoffen wahrgenommen wird, da das Berühren der Oberfläche genau die Struktur vermittelt, die von Naturstoffen her bekannt ist. Unterstützt wird diese Wahrnehmung in den meisten Fällen durch eine koordinierte Farbgestaltung. So kann beispielsweise ein Holzwerkstoff-Paneel durch ein- oder mehrschichtigen Farbauftrag bestimmte Holzarten nachbilden. Die plastisch verformte Oberfläche des versiegelten Paneels ergänzt dann die vom Echtholz-Vorbild her gewohnte Porenstruktur.
  • Nach einer einfachen Ausführung des erfindungsgemäßen Paneels ist die mindestens eine Lackschicht unmittelbar auf die Grundierung aufgetragen. Technisch ist eine solche Oberflächenbeschichtung durchaus funktionstüchtig, sie genügt aber in den seltensten Fällen ästhetischen Ansprüchen. Daher sind nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mindestens eine, üblicherweise mindestens zwei Schichten Farbe als funktionale Schicht zwischen Grundierung und Lackschicht aufgetragen. Falls erforderlich, können im Zusammenhang mit dem Farbauftrag auch noch Haftvermittler oder Spachtelschichten auf die Grundierung aufgetragen werden, um den Untergrund für den Farbauftrag zu verbessern.
  • Die Farbe haftet auf der Grundierung in der Regel sehr gut. Die Haftung des Lacks auf der Farbe kann nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung -falls nötig- dadurch verbessert werden, dass mindestens 5 Gewichtsprozent (Gew.-%) Lack der Farbe zugesetzt werden, bevor diese aufgetragen wird. Ggf. kann der Lack nur einzelnen oder allen Farbschichten zugesetzt werden, wenn mehr als eine Farbschicht aufgetragen wird.
  • Insbesondere wenn Farbschichten aufgetragen werden, liegt die Kombination von zwei verschiedenen funktionalen Schichten beim Aufbau der Oberflächenbeschichtung nahe. Es sei aber nochmals ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die vorbeschriebenen funktionalen Komponenten entweder mehrfach im Aufbau der Oberflächenbeschichtung vorgesehen sein können, oder dass verschiedene funktionale Komponenten (zwei oder mehr) innerhalb einer Oberflächenbeschichtung kombiniert werden können.
  • Es wird als eigenständige erfinderische Leistung angesehen, dass ein Paneel aus Holzwerkstoff, dessen eine, zum Gebrauch, z. B. zum Begehen oder zum Arbeiten bestimmte Seite mit einer Oberflächenbeschichtung versehen ist, auf der gegenüberliegenden Seite, meist als Unterseite bezeichnet, mindestens abschnittsweise mit Lack beschichtet ist. Dieser mindestens abschnittsweise aufgetragene Lack ersetzt die bisher üblichen Papiere oder Furniere, die als Gegenzug eingesetzt wurden. Ein Gegenzug ist erforderlich, um die im Zusammenhang mit der Oberflächenbeschichtung auftretenden Kräfte, insbesondere beim Trocknen bzw. Aushärten der Oberflächenbeschichtung auftretenden Schrumpfspannungen auszugleichen. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass vor allem bei der besonders dünnen Oberflächenbeschichtung, die auf Paneele nach Anspruch 1 aufgebracht ist, bereits eine mindestens abschnittsweise aufgetragene Lackschicht auf der Unterseite des Paneels genügt, um die durch die Oberflächenbeschichtung erzeugte Spannung auszugleichen, so dass das fertig beschichtete Paneel nach dem Aushärten aller Beschichtungsvorgänge auf Ober- und Unterseite nicht verzogen ist.
  • Der Lackauftrag auf der Unterseite des Paneels kann in sehr geringen Mengen erfolgen. Es genügen bis zu 120 g/m2, vorzugsweise bis zu 80 g/m2, besonders bevorzugt bis zu 60 g/m2, vorteilhaft bis zu 45 g/m2, vorzugsweise bis zu 30 g/m2. Gerade bei geringen Auftragsmengen kann es dazu kommen, dass keine geschlossene Lackschicht ausgebildet wird. Auf eine geschlossene Lackschicht kommt es dabei auch nicht an, vielmehr kommt es auf die Schrumpfung an, die der auf die Unterseite aufgetragene Lack beim Aushärten entwickelt. Es sind Lacke bekannt und verfügbar, die beim Auftragen und Aushärten auf Holzwerkstoffen innerhalb einer breiten Palette sehr unterschiedlich schrumpfen. Erfindungsgemäß wird ein Lack ausgewählt, dessen Schrumpfung geeignet ist, die Verformung auszugleichen, die die jeweilige Oberflächenbeschichtung erzeugt. Die auftretenden Kräfte lassen sich zwar auch berechnen, es hat sich aber als einfacher erwiesen, den geeigneten Lack für die Unterseite eines Paneels durch einfache Versuche zu ermitteln.
  • Der auf die Unterseite aufgetragene Lack kann beliebig gewählt sein. Es kann sich um einen auf Lösungsmitteln oder auf Wasser basierenden Lack handeln, der unter Wärmeeinwirkung trocknet bzw. aushärtet. Es kann sich aber auch um einen mittels UV-Licht oder Elektronenstrahlhärtung aushärtenden Lack handeln.
  • Es wird weiter als eigenständige erfinderische Leistung angesehen, eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit der das erfindungsgemäße Paneel hergestellt werden kann. Diese Vorrichtung zum Beschichten, insbesondere Lackieren von Paneelen weist Mittel zum Fördern von Paneelen zu einer Bearbeitungseinheit und von einer Bearbeitungseinheit weg und Mittel zum Auftragen einer Beschichtung, insbesondere einer Lackierung sowie Mitteln zum teilweisen oder vollständigen Aushärten einer Beschichtung, insbesondere einer Lackierung auf, wobei die Mittel zum Auftragen einer Beschichtung und die Mittel zum teilweisen oder vollständigen Aushärten einer Beschichtung dadurch, dass sie unmittelbar hintereinander angeordnet sind, zu einer Bearbeitungseinheit zusammengefasst sind. Erfindungsgemäß sind mindestens zwei Bearbeitungseinheiten vorgesehen.
  • Die Bearbeitungseinheiten sind im Vergleich zum Stand der Technik sehr kompakt, da auf Vorrichtungen zum Schleifen von Lackschichten verzichtet werden kann. Die unmittelbar aufeinanderfolgende Anordnung Folge der Mittel zum Auftragen von Beschichtungen, in der Regel von Walzen, die Lack auf die Oberfläche des Paneels auftragen, und von Mitteln zum teilweisen oder vollständigen Aushärten dieser Schichten ermöglicht eine enge Abstimmung des Auftrags der Beschichtung mit deren Fixierung. Regelmäßig erfordern Beschichtungen der Oberfläche eines Paneels noch eine Fixierung, meist als Aushärten oder Reagieren bezeichnet. Wie im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Paneel beschrieben, kann es sich auch um ein teilweises Aushärten oder Reagieren handeln. Als typischer Einsatz der Mittel zum Aushärten ist das Angelieren von UV-härtenden Lacken anzusehen, die unmittelbar zuvor auf die Oberfläche eines Paneels aufgetragen wurden. Erst nach dem Auftragen der abschließenden Lackschicht werden die Mittel zum Aushärten so eingesetzt, dass die Beschichtung insgesamt ausgehärtet wird. Mittel zum Aushärten sind daher bevorzugt als UV-Licht emittierende Vorrichtungen oder als Vorrichtungen zum Elektronenstrahl-Härten ausgelegt, es kann sich aber auch um bekannte Vorrichtungen handeln, in denen das Aushärten durch Wärmezufuhr erfolgt.
  • Das Angelieren der unteren Lackschichten, auf die noch weitere Lackschichten aufgetragen werden, erweist sich als erforderlich, um das Aufbringen weiterer Beschichtungen zu ermöglichen. Ohne das Angelieren würden nachfolgende Mittel zum Auftragen weiterer Beschichtungen das aufzutragende Material nicht ordnungsgemäß auf den bereits aufgetragenen Schichten ablegen können.
  • Erfindungsgemäß sind mindestens zwei dieser Bearbeitungseinheiten vorgesehen, bevorzugt wird die Anordnung von mindestens drei Bearbeitungseinheiten, beispielsweise zum Auftragen einer zweischichtigen Unterlackierung oder von einem Unterlack und einer Funktionsschicht, z. B. einer Schicht eines elastischen Kunststoff-Materials mit geringer Shore-Härte, sowie einer Schicht eines Decklacks.
  • Aufgrund der kompakten Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der wenigen zum Beschichten erforderlichen Mittel oder Aggregate hat sich herausgestellt, dass die erreichbaren Arbeitsgeschwindigkeiten außerordentlich hoch sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auf Arbeitsgeschwindigkeiten von mindestens 35 m/min, vorzugsweise mindestens 50 m/min, besonders bevorzugt mindestens 70 m/min ausgelegt sein.
  • Details der Erfindung werden nachstehend am Beispiel von Ausführungsbeispielen näher erläutert:
    • Beispiel 1 (nicht nach der Erfindung)
  • Auf eine Hartfaserplatte wird eine handelsübliche Grundierung aufgewalzt. Die Auftragsmenge beträgt ca. 14 g/ m2. Diese Grundierung füllt Unebenheiten aus, glättet Fasern und verbessert die Wasser abweisenden Eigenschaften der Hartfaserplatte. Bei der Grundierung handelt es sich im Wesentlichen um eine aliphatische Polyurethandispersion (80 bis 90 % Gewichtsanteil), die in Verbindung mit einer Acrylat-Copolymer Emulsion (zwischen 10 und 15 % Gewichtsanteil) und geringen Anteilen Wasser (unter 2 % Gewichtsanteil) sowie üblichen Additiven zur Stabilisierung und Entschäumung (zwischen 2 und 5 % Gewichtsanteil) auf die Hartfaserplatte aufgetragen wird.
  • Auf die getrocknete Grundierung wird dann eine erste und eine zweite Lackschicht aufgetragen. Jeweils 30 g/m2 eines Lacks, der unter UV-Licht härtet, werden zunächst aufgetragen, dann wird unter Einwirkung von UV-Licht das Aushärten eingeleitet, aber nicht abgeschlossen. Auf die teilweise ausgehärtete erste Lackschicht wird dann die zweite Lackschicht aufgetragen. Auch diese Lackschicht wird UV-Licht ausgesetzt, aber nicht vollständig ausgehärtet. Den beiden ersten Lackschichten ist jeweils Korund zugesetzt. Der Lack ist wie folgt zusammengesetzt: Der Anteil an Korund beträgt 20 bis 25 % Gewichtsanteil. Ein aliphatisches Polyurethanacrylat macht 15 bis 25 % des Gewichtsanteils aus. 45 bis 55 % des Gewichtsanteils macht ein hochfunktionelles, aliphatisches Polyesteracrylat aus. 2 bist 10 % des Gewichtsanteils tragen Additive bei, die beispielsweise zur Entschäumung, zur Stabilisierung des Lacks, zum schnelleren Aushärten oder zur Verhinderung von Verfärbung des Lacks dienen. Lacke dieser Zusammensetzung sind handelsüblich erhältlich.
  • Auf diese beiden ersten Lackschichten wird abschließend ein UV-härtender Decklack mit 12 g / m2 aufgetragen. Das anschließend eingesetzte UV-Licht härtet abschließend alle drei aufgetragenen Lackschichten durch, was aufgrund der insgesamt geringen Auftragsmengen ohne weiteres möglich ist. Der Decklack ist so zusammengesetzt, dass aliphatisches hochfunktionelles Polyesteracrylat ca. 30 bis 50 % Gewichtsanteil einnimmt, aliphatisches Polyurethanacrylat ca. 15 - 25 % Gewichtsanteil, Monomere werden mit 5 bis 15 % Gewichtsanteil zugesetzt, silikatische Bestandteile machen ca. 5 bis 20 % des Gewichtsanteils aus und Additive werden in Mengen von 10 bis 25 % Gewichtsanteil zugesetzt. Auch solche Lacke sind handelsüblich erhältlich.
  • Durch diese Art des Lackauftrags wird eine besonders widerstandsfähige Oberflächenbeschichtung gewährleistet. Die aus der so beschichteten Hartfaserplatte erzeugten Paneele sind zur Verwendung als Fußbodenbelag geeignet. Sie sind mit einem Abrieb von 2.400 der Abriebklasse AC 3 und damit der Nutzungsklasse 31 (gewerbliche Nutzung) gemäß EN 13329 zuzuordnen.
  • Die vorstehend beschriebene Beschichtung des Paneels erfolgt mittels Walzenauftrag. Sowohl die Grundierung wird mit einer Walze aufgetragen als auch die Lackschichten. Die Walzen, die die Lackschichten auftragen, sind jeweils Teil einer Bearbeitungseinheit, der neben den Walzen auch eine UV-Licht-Einheit zum Angelieren bzw. Aushärten des Lacks zugeordnet ist. Die ersten beiden Bearbeitungseinheiten sind so ausgelegt, dass die Mittel zum Auftragen, die UV-Licht-Einheiten, die aufgetragene Lackschicht nur angelieren. Erst die UV-Licht-Einheit der dritten Bearbeitungseinheit bewirkt ein vollständiges Aushärten der aufgetragenen Lackschichten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann, je nach Art der aufzutragenden Beschichtung, auf Arbeitsgeschwindigkeiten von 45 m/min oder von 55 m/min eingestellt sein.
    • Beispiel 2 (nicht nach der Erfindung)
  • Auf eine Hartfaserplatte wird eine handelsübliche Grundierung aufgewalzt. Die Auftragsmenge beträgt ca. 14 g/m2. Diese Grundierung füllt Unebenheiten aus, glättet Fasern und verbessert die Wasser abweisenden Eigenschaften der Hartfaserplatte. Bei der Grundierung handelt es sich im Wesentlichen um eine aliphatische Polyurethandispersion (80 bis 90 % Gewichtsanteil), die in Verbindung mit einer Acrylat-Copolymer Emulsion (zwischen 10 und 15 % Gewichtsanteil) und geringen Anteilen Wasser (unter 2 % Gewichtsanteil) sowie üblichen Additiven zur Stabilisierung und Entschäumung (zwischen 2 und 5 % Gewichtsanteil) auf die Hartfaserplatte aufgetragen wird.
  • Auf die getrocknete Grundierung wird dann eine erste und eine zweite Lackschicht aufgetragen. Jeweils 30 g/m2 eines Lacks, der unter UV-Licht härtet, werden zunächst aufgetragen, dann wird unter Einwirkung von UV-Licht das Aushärten eingeleitet, aber nicht abgeschlossen. Auf die teilweise ausgehärtete erste Lackschicht wird dann die zweite Lackschicht aufgetragen. Auch diese Lackschicht wird UV-Licht ausgesetzt, aber nicht vollständig ausgehärtet. Den beiden ersten Lackschichten ist jeweils Korund zugesetzt. Der Lack ist wie folgt zusammengesetzt: Der Anteil an Korund beträgt 20 bis 25 % Gewichtsanteil. Ein aliphatisches Polyurethanacrylat macht 15 bis 25 % des Gewichtsanteils aus. 45 bis 55 % des Gewichtsanteils macht ein hochfunktionelles, aliphatisches Polyesteracrylat aus. 2 bist 10 % des Gewichtsanteils tragen Additive bei, die beispielsweise zur Entschäumung, zur Stabilisierung des Lacks, zum schnelleren Aushärten oder zur Verhinderung von Verfärbung des Lacks dienen. Lacke dieser Zusammensetzung sind handelsüblich erhältlich.
  • Auf diese beiden ersten Lackschichten wird abschließend ein UV-härtender Decklack mit 12 g / m2 aufgetragen. Das anschließend eingesetzte UV-Licht härtet abschließend alle drei aufgetragenen Lackschichten durch, was aufgrund der insgesamt geringen Auftragsmengen ohne weiteres möglich ist. Der Decklack ist so zusammengesetzt, dass aliphatisches hochfunktionelles Polyesteracrylat ca. 30 bis 50 % Gewichtsanteil einnimmt, aliphatisches Polyurethanacrylat ca. 15 - 25 % Gewichtsanteil, Monomere werden mit 5 bis 15 % Gewichtsanteil zugesetzt, silikatische Bestandteile machen ca. 5 bis 20 % des Gewichtsanteils aus und Additive werden in Mengen von 10 bis 25 % Gewichtsanteil zugesetzt. Auch solche Lacke sind handelsüblich erhältlich.
  • Durch diese Art des Lackauftrags wird eine besonders widerstandsfähige Oberflächenbeschichtung gewährleistet. Die aus der so beschichteten Hartfaserplatte erzeugten Paneele sind zur Verwendung als Fußbodenbelag geeignet. Sie sind mit einem Abrieb von 2.400 der Abriebklasse AC 3 und damit der Nutzungsklasse 31 (gewerbliche Nutzung) gemäß EN 13329 zuzuordnen.
  • Die vorstehend beschriebene Beschichtung des Paneels erfolgt mittels Walzenauftrag. Sowohl die Grundierung wird mit einer Walze aufgetragen als auch die Lackschichten. Die Walzen, die die Lackschichten auftragen, sind jeweils Teil einer Bearbeitungseinheit, der neben den Walzen auch eine UV-Licht-Einheit zum Angelieren bzw. Aushärten des Lacks zugeordnet ist. Die ersten beiden Bearbeitungseinheiten sind so ausgelegt, dass die Mittel zum Auftragen, die UV-Licht-Einheiten, die aufgetragene Lackschicht nur angelieren. Erst die UV-Licht-Einheit der dritten Bearbeitungseinheit bewirkt ein vollständiges Aushärten der aufgetragenen Lackschichten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann, je nach Art der aufzutragenden Beschichtung, auf Arbeitsgeschwindigkeiten von 45 m/min oder von 55 m/min eingestellt sein.
    • Beispiel 3 (nicht nach der Erfindung)
  • Auf eine hochdichte Faserplatte (HDF), die 7 mm stark ist, wird eine Grundierung (14 g/m2) aufgebracht. Auf die Grundierung wird hell holzfarben eingefärbtes thermoplastisches Polyurethan (TPU) in einer Schichtstärke von 0,2 mm aufgetragen. Auf das TPU wird ein Farbdruck aufgebracht, mit dem eine Holznachbildung auf dem hell holzfarbenen Untergrund des TPU erzeugt wird. Hierauf wird UV-härtender Lack in einer Schichtstärke von 30 µm aufgetragen. Alternativ werden drei Schichten UV-härtenden Lacks in einer Schichtstärke von jeweils 15 µm aufgetragen.
  • Die mit drei Schichten UV-Lack versehene HDF-Platte erfüllt die Vorgaben für einen gewerblich nutzbaren Fußboden gemäß EN 13329 für die Nutzungsklasse 32.

Claims (15)

  1. Paneel aus Holzwerkstoff mit Oberflächenbeschichtung, aufweisend
    - eine Grundierung, die auf den Holzwerkstoff auf getragen ist und
    - mindestens einer Lackschicht, die mittels UV-Licht oder mittels Elektronenstrahl-Härtung (ESH) ausgehärtet ist, wobei die Gesamt-Schichtdicke der mindestens einen Lackschicht weniger als 120 µm beträgt,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    mindestens eine funktionale Komponente vorgesehen ist, die in der mindestens einen Lackschicht integriert ist, oder die als außen liegende funktionale Schicht, als unter der mindestens einen Lackschicht oder als zwischen mindestens zwei Lackschichten angeordnete, funktionale Schicht aufgetragen ist, wobei als funktionale Komponente eine Substanz oder eine Mischung von Substanzen eingesetzt ist, mit der der Gleitwiderstand der Oberfläche des Holzwerkstoffs und/oder die haptischen Eigenschaften der Oberfläche des Holzwerkstoffs einzustellen ist.
  2. Paneel aus Holzwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack in mindestens zwei Schichten aufgetragen ist.
  3. Paneel aus Holzwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach den Vorschriften der DIN EN 13329 die Bedingungen der Nutzungsklassen für Wohnen oder für den gewerblichen Bereich erreicht werden.
  4. Paneel aus Holzwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamt- Schichtdicke der mindestens einen Lackschicht vorzugsweise weniger als 80 µm, besonders bevorzugt weniger als 60 µm, vorteilhaft weniger als 45 µm, besonders vorteilhaft weniger als 30 µm beträgt.
  5. Paneel aus Holzwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine funktionale Komponente aus einem Elastomer, vorzugsweise Ethylen-vinyl-acetat (EVA) oder thermoplastischem Polyurethan (TPU) besteht.
  6. Paneel aus Holzwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als funktionale Komponente eine UV-Licht absorbierende oder reflektierende Substanz oder UV-Licht absorbierende oder reflektierende Körper eingesetzt sind, insbesondere solche mit Abmessungen kleiner 950 nm.
  7. Paneel aus Holzwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schicht einer UV-Licht absorbierenden oder reflektierenden Substanz oder eines UV-Licht absorbierenden oder reflektierenden Körpers transparent ist oder wirkt.
  8. Paneel aus Holzwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als funktionale Komponente eine flammhemmende oder die Brandbeständigkeit des Holzwerkstoffs erhöhende Substanz aufgetragen ist.
  9. Paneel aus Holzwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Wachse, Öle oder Mischungen davon und/oder mineralische Stoffe, insbesondere feinkörniger Sand zum Einstellen des Gleitwiderstands bzw. der haptischen Eigenschaften der Oberfläche des Holzwerkstoffs eingesetzt sind.
  10. Paneel aus Holzwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als funktionale Komponente eine Substanz eingesetzt ist, mit der der Glanzgrad der Oberfläche des Holzwerkstoffs einzustellen ist.
  11. Paneel aus Holzwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als funktionale Komponente eine Substanz oder eine Mischung von Substanzen eingesetzt ist, mit der die antistatischen Eigenschaften der Oberfläche des Holzwerkstoffs einzustellen sind.
  12. Paneel aus Holzwerkstoff nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Ruß, Tenside, Gitter aus leitfähigen Stoffen oder leitfähige, insbesondere leitfähige und transparente Partikel als funktionale Kompentente eingesetzt sind.
  13. Paneel aus Holzwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einer Oberflächenbeschichtung versehenen Seite des Paneels gegenüberliegende Seite mindestens abschnittsweise mit Lack beschichtet ist.
  14. Paneel aus Holzwerkstoff nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mit Lack bis zu 120 g/m2, vorzugsweise bis zu 80 g/m2, besonders bevorzugt bis zu 60 g/m2, vorteilhaft bis zu 45 g/m2, vorzugsweise bis zu 30 g/m2 beträgt.
  15. Paneel aus Holzwerkstoff nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein stark schrumpfender Lack aufgetragen ist.
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