EP3034259B1 - Verfahren zur Herstellung einer Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte mit Dekor - Google Patents

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EP3034259B1
EP3034259B1 EP14198757.8A EP14198757A EP3034259B1 EP 3034259 B1 EP3034259 B1 EP 3034259B1 EP 14198757 A EP14198757 A EP 14198757A EP 3034259 B1 EP3034259 B1 EP 3034259B1
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EP
European Patent Office
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wood
process according
press
sheet
plastic
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Norbert Dr. Kalwa
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Flooring Technologies Ltd
Original Assignee
Flooring Technologies Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N7/00—After-treatment, e.g. reducing swelling or shrinkage, surfacing; Protecting the edges of boards against access of humidity
    • B27N7/005—Coating boards, e.g. with a finishing or decorating layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N7/00—After-treatment, e.g. reducing swelling or shrinkage, surfacing; Protecting the edges of boards against access of humidity

Definitions

  • the present invention relates to a process for producing a laminate based on a wood-plastic composite, comprising the steps of: providing a large-sized wood-plastic composite sheet; Applying a decorative layer on at least the top of the large-sized plate and pressing under the action of pressure and temperature.
  • wood-based panels e.g. in the form of wood fiber boards in various configurations for use as floor laminate or for cladding walls or in the manufacture of furniture has long been known.
  • wood fiber boards in the form of medium density wood fiber boards (MDF boards), high density wood fiber boards (HDF boards), chipboard or OSB boards (oriented strand board) used which are obtained by pressing appropriate wood fibers or chips with a thermosetting plastic resin as a binder ,
  • a particular problem with the use of said wood fiber boards is the sensitivity of the wood fibers or wood chips used to high humidity and direct water contact. While this problem can be dealt with relatively easily in the case of furniture or interior products by means of constructional or technological measures, in the case of floor coverings, e.g. Laminate flooring based on wood or wood-based panels is often much more problematic.
  • PVC polyvinyl chloride
  • WPC wood-plastic composites
  • These wood-plastic composites consist of a mixture of thermoplastics and wood shavings / wood fibers. In order for these composites to have improved water resistance, it is favorable if the plastic content is> 50%. So far, such plates could be surface finished only by lamination or gluing with foil or painting. However, such coatings do not have the high resistance such as laminate flooring surfaces.
  • the prior art discloses a method for producing a wood-based panel having at least one reinforced area (FIG. EP 2 537 653 ) known. In this case, at least in sections, a liquid reinforcing agent is applied to the surface of the wood-based panel.
  • thermoset surface is pressed in a short-cycle press on the surface of the wood-based material carrier in the form of impregnated papers or so-called liquid coatings.
  • the resin oligomers in the papers or the liquid coating crosslink under high pressure and high temperatures to form a three-dimensional network.
  • laminate floors are easy and quick to lay. Due to the tried and tested reproduction technique, they offer a large variety of décor variants as well as a wide range of surface structures due to the variation of the press plates used. These can also be synchronized with the decor details, so that a very realistic replica of wood or stone decors is possible.
  • laminate flooring has disadvantages and limitations.
  • laminate in wet rooms is limited. Even when used in other areas, the ingress of moisture must be prevented.
  • the care of laminate floors, for example, must not be too moist. Even with quillvergüteten carrier plates or the like, a residual risk of adverse changes by influence to high humidity remains.
  • the present invention is therefore based on the technical object to produce a laminate floor with a thermoset surface, which is insensitive to moisture / water stress.
  • the good mechanical properties should be preserved.
  • the decorative surface should continue to be produced in a KT press. This is a large area Required backing plate, which is not damaged by the above-mentioned process steps and leads to good quality products.
  • a multi-stage process in particular a three-stage process, in which first of all a mixture of wood particles, e.g. in the form of wood fibers, and plastics, in particular thermoplastics, a Vorvlies or a Dämpfstoffmatte is produced with a low density.
  • This low bulk density batt is then compacted into a batt and then compacted on a double belt press under high pressure and high temperature and then cooled in a cold press.
  • the present method enables the production of wood-based panels in the form of large-format wood-plastic composites (WPCs) which are suitable for making backing sheets for use as floor laminates, coupled with high productivity and thus lower costs.
  • WPCs large-format wood-plastic composites
  • thermoplastic plastic in particular in the form of thermoplastic granules or plastic fibers in the wood particle-plastic mixture is used.
  • the thermoplastic is preferably selected from a group comprising polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polyester, polyethylene terephthalate (PET), polyamide (PA), polystyrene (PS), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polymethylmethacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyetheretherketone (PEEK), polyisobutylene (PIB), polybutylene (PB), mixtures or copolymers thereof.
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • PVC polyvinyl chloride
  • PET polyethylene terephthalate
  • PA polyamide
  • PS polystyrene
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • PC polycarbonate
  • PEEK polyetheretherketone
  • PIB polyisobutylene
  • PB polybutylene
  • thermoplastic can be used in the form of plastic fibers.
  • the plastic fibers can be present as monocomponent or bicomponent fibers.
  • the thermally activatable plastic or binding fibers perform both a binding and a support function in the matrix of wood fibers or wood particles.
  • monocomponent fibers they are preferably made of polyethylene or other low melting point thermoplastics.
  • Bicomponent fibers are particularly preferably used. Biko fibers increase the stiffness of wood fiber boards and also reduce the creep experienced by thermoplastics (such as PVC flooring).
  • the biko fibers are typically made of a Tragfilament or a core fiber made of a plastic with higher temperature resistance, in particular polyester or polypropylene, which are coated or coated by a plastic having a lower melting point, in particular of polyethylene.
  • the shell or the jacket of the biko fibers allows melting of the wood particles together after melting or melting.
  • bicomponent fibers those based on thermoplastics such as PP / PE, polyester / PE or polyester / polyester are used.
  • a wood particle-plastic mixture which has a mixing ratio of wood particles to plastic between 90% by weight of wood particles: 10% by weight of plastics and 20% by weight of wood particles: 80% by weight of plastics, preferably between 70% by weight of wood particles : 30% by weight of plastics and 40% by weight of wood particles: 60% by weight of plastics.
  • a wood particle-plastic mixture is used, which has a mixing ratio of wood particles to plastic of about 50% by weight of wood particles: 50% by weight of plastic.
  • the wood particle plastic mixture used may comprise, by way of example, 44% by weight of wood fibers or wood particles and 56% by weight of biko fibers, for example polyethylene terephthalate / polyethylene terephtelate-coisophthalate fibers or PP / PE fibers.
  • the plastic component itself is also a mixture of different plastics.
  • a plastic mixture of 20% by weight of bicomponent fibers 80% by weight of PE fibers up to 80% by weight of bicomponent fibers: 20% by weight of PE fibers.
  • other compositions are possible.
  • lignocellulose-containing comminution products such as e.g. Wood fibers, wood chips or wood flour to understand.
  • wood fibers in particular dry wood fibers with a length of 1.0 mm to 20 mm, preferably 1.5 mm to 10 mm and a thickness of 0.05 mm to 1 mm are used.
  • the wood fiber moisture content of the fibers used is in a range between 5 and 15%, preferably 6 and 12% based on the total weight of the wood fibers. This is to be evaluated as a particular advantage over the older processes for the production of WPCs (for example extruder processes), since in these processes the wood fibers or particles would have to be dried to a significantly lower moisture content due to the process.
  • the wood particles used with respect to the mean grain diameter wherein the average grain diameter d50 between 0.05 mm and 1 mm, preferably 0.1 and 0.8 mm may be.
  • the individual components wood particles and plastic are intimately mixed in a mixer. Blending is also done by inputting into a blowpipe when using wood fibers as a component.
  • intensive mixing takes place through the injected air as a means of transport.
  • the wood particle-plastic mixture for example, after weighing on a panel scale, evenly spread on a first conveyor belt over its width.
  • the amount of supplied wood particle-plastic mixture depends on the desired mat thickness and the desired density of the produced Vorvlieses.
  • Typical basis weights of the scattered pre-fleece can be in a range between 3,000 and 10,000 g / m 2 , preferably between 5,000 to 7,000 g / m 2 .
  • the width of the scattered fleece is determined by the width of the first conveyor belt determined, and may for example be in a range up to 3,000 mm, preferably 2,800 mm, more preferably up to 2,500 mm.
  • the Vorvlies After applying the wood particle-plastic mixture on a first conveyor belt to form a Vorvlieses, the Vorvlies is transferred in at least one first annealing oven for pre-compression.
  • the pre-fleece of wood particles and plastic is heated in the at least one annealing furnace to a temperature which corresponds to the melting temperature of the plastic used or above.
  • the temperatures in the annealing furnace may be between 130 and 200 ° C, preferably 150 and 180 ° C, particularly preferably 160 and 170 ° C.
  • the core temperature of the pre-fleece is preferably in a range between 100 and 150 ° C, particularly preferably at about 130 ° C.
  • the plastic material is melted, whereby an intimate bond between the plastic material, e.g. the plastic fibers is caused by the wood fibers and at the same time there is a compaction of Vorvlieses.
  • the tempering ovens are heated directly by hot air, for example.
  • the precompressed nonwoven after leaving the tempering furnace has a bulk density (or a density) between 40 and 200 kg / m 3 , preferably 60 and 150 kg / m 3 , particularly preferably between 80 and 120 kg / m 3 up.
  • the thickness of the pre-compressed nonwoven may be between 20 and 100 mm, preferably 30 and 50 mm, particularly preferably 35 and 45 mm.
  • the feed of the conveyor belt or conveyor belt in the annealing furnace in a range between 5 and 15 m / min, preferably between 6 and 12 m / min.
  • the precompressed nonwoven fabric After leaving the annealing furnace, the precompressed nonwoven fabric can be cooled and made up. Typical finishing measures are, for example, the trimming of the nonwoven, the resulting waste, in particular the resulting edge strips, can be downsized and returned to the process. As the desired Mixing ratio is given, the material can be fed directly into the fiber bunker.
  • the precompressed nonwoven is compressed in the at least one double belt press to a thickness between 2 and 20 mm, preferably 4 and 15 mm, particularly preferably 5 and 10 mm.
  • the temperature applied during the compaction of the fleece in the at least one double-belt press is between 150 and 250 ° C., preferably 180 and 230 ° C., preferably 200 and 220 ° C.
  • the pressure applied in the at least one double belt press may be between 2 MPa and 10 MPa, preferably 3 MPa and 8 MPa, particularly preferably 5 and 7 MPa.
  • the feed of the double belt press is between 5 and 15 m / min, preferably between 6 and 12 m / min.
  • the compacted wood-plastic composite sheet leaving the double belt press is introduced into at least one cooling press, in which cooling of the compacted wood-plastic composite sheet to temperatures between 10 and 100 ° C, preferably 15 and 70 ° C, particularly preferably 20 and 40 ° C.
  • a pressure is applied which is identical or at least almost identical to the pressure in the double belt press, i. in the cooling press, a pressure prevails between 2 MPa and 10 MPa, preferably 3 MPa and 8 MPa, particularly preferably 5 and 7 MPa.
  • the compacted wood-plastic composite panels After leaving the cooling press, the compacted wood-plastic composite panels have a thickness of 4 to 10 mm, preferably 4.5 to 5.5 mm.
  • the bulk density of the compacted wood-plastic composite panels after leaving the cooling press is in a range between 500 and 1500 kg / m 3 , preferably between 650 and 1300 kg / m 3 , particularly preferably between 800 and 1100 kg / m 3 .
  • the wood-based panels or wood-plastic composites (WPC) produced by the present method are characterized by a swelling of less than 5%, preferably less than 3%, particularly preferably less than 1%.
  • the wood-based panel in the form of a WPC has a profiling at least in an edge region of the panel, wherein the profile, for example, the introduction of a tongue and / or groove profile in an edge or side surface of the wood-plastic Composite sheet allows, whereby the thus obtained panels or wood-plastic composite panels can be interconnected and allow a floating laying and covering a floor.
  • Flame retardants, luminescent or antibacterial substances may be added to the wood particle / plastic mixture as suitable additives.
  • Suitable flame retardants may be selected from the group comprising phosphates, borates, in particular ammonium polyphosphate, tris (tri-bromneopentyl) phosphate, zinc borate or boric acid complexes of polyhydric alcohols.
  • UV-stabilizing compounds how to add the so-called HALS compounds.
  • antifungicides and antibacterial agents among others, polyimines can be used.
  • an inorganic filler e.g. Materials such as talc, chalk, titanium dioxide, or others that give the plate a specific color.
  • the variety of differently patterned decorative papers are no limits .
  • decorative papers having an impregnation, such as a thermosetting resin impregnation are used for producing the decorative layer on the wood-plastic composite panels.
  • the overlay layer is preferably designed as a cellulose layer which is filled or unfilled, ie can be equipped with particles of high hardness in order to increase the abrasion resistance.
  • an overlay paper is used, which is also impregnated with a thermosetting resin. It is particularly preferred if the impregnated overlay papers are additionally provided with abrasion-resistant particles.
  • the abrasion-resistant particles are preferably selected from the group consisting of aluminum oxides, boron carbides, silicon dioxides, silicon carbides and glass particles.
  • a counter-pull can be applied to the underside of the wood-plastic composite material plate.
  • the counter-pull is carried out as a cellulose layer which is impregnated.
  • the counter-pull may be embodied as paper impregnated with a thermosetting resin.
  • the layer structure of the counter-contact corresponds exactly to the layer structure and the respective layer thickness of the layer sequence of decorative and overlay layers applied on the upper side.
  • the decor, overlay and the Gegenzuglage are all designed as a cellulose layer. It is particularly preferred if the cellulose layers for the production of the decorative, overlay and the counteracting layer are impregnated with a thermosetting synthetic resin. Especially suitable for use in the process according to the invention are thermosetting synthetic resins which are useful for the production of laminates.
  • the thermosetting resin for the impregnation of the cellulose layers is therefore preferably selected from urea resin, phenolic resin, melamine resin or mixtures thereof.
  • the decorative and / or overlay layers and the backing with the large-sized wood-plastic composite material plate are pressed in a single step under the action of temperature and pressure in a short-cycle press and processed into a laminate.
  • Conventional short-cycle presses operate, for example, at a pressure of 30 to 60 kg / cm 2 , a temperature at the wood material surface of about 165 - 175 ° C and a pressing time of 6 to 12 seconds.
  • the short-cycle presses When using the wood-plastic composite plates as support materials, the short-cycle presses preferably operate at 30 ° C to 40 ° C lower temperatures than in the production of laminates based on conventional wood fiber boards. In a particularly preferred embodiment, the short-cycle presses operate using the wood-plastic composite panels at a temperature of 140 ° C to 160 ° C, at the plate surface, most preferably at 150 ° C at the plate surface.
  • the pressing time of the short-cycle press is when using the wood-plastic composite plates at 5 to 15 s, preferably 7 to 12 s, more preferably less than or equal to 10 s, such as 9, 8, 7 or 6 seconds.
  • cooling must take place so that the structure of the wood-plastic composite panels is not destroyed. This can be done for example by cooling the plates directly at the outlet of the press by means of pre-cooled air. Another possibility is cooling by means of cooled rolls or in a press equipped for this purpose (cooling zone).
  • the reduced temperature and shorter pressing time of the short-cycle press have the advantage that unnecessary heat input into the carrier plate (composite material) is prevented and thus undesirable plasticization and undesirable deformations of the carrier plate can be avoided.
  • a structured press plate it is also possible to produce surface structures in at least one surface, preferably at least the upper side of the carrier material, such as a wood-plastic composite plate, which optionally can be designed to match the décor called decorsynchronous structure).
  • the surface structures are formed largely congruent to the decor.
  • embossed-in-register structures In the case of wood decors, the structures may be in the form of pore structures that follow the grain. For tile decors, the structures may be depressions in the area of joint fill lines enclosed by the decor.
  • the pressing temperatures When coating the plate, however, the pressing temperatures must be reduced by 30-40 ° C. Like the reduction of the pressing times below 10 seconds, this measure also serves to prevent an unnecessary introduction of heat into the carrier plate, which would lead to undesired plasticization and thus to deformations.
  • the wood-plastic composite carrier plate Because of the high plastic content, the wood-plastic composite carrier plate has a significantly reduced swelling compared to standard HDF or even low-source HDF. These reach in the coated state in the edge swell test according to DIN EN 13329 with high melamine reinforcement of the glue used, edge swell values by about 7%. When coated, the wood-plastic composite panel achieves edge swelling of ⁇ 4%.
  • the disclosure further provides a laminate based on a wood-plastic composite as a carrier.
  • the present invention is advantageous in several respects.
  • the standard technologies used to make conventional laminates can be used with only minor variations, such as temperature and press time of the short-cycle press. Large format plates can be optimally processed.
  • the coated wood-plastic composite panels have, as a result, a very low swelling upon exposure to moisture.
  • the laminates produced can be used in the furniture industry, for example for kitchen and work surfaces or restaurant counters, but especially for laminate flooring, ceiling and wall coverings.
  • the field of application of the wood-based panels and laminates is significantly wider due to the improved properties than in conventional wood-based panels.
  • Example 1 Production of wood-plastic composite panels as a carrier
  • Wood fibers (44% by weight) and BiCo fibers (56% by weight, polyethylene terephthalate / polyethylene terephthalate-coisophthalate) were conveyed from bale openers into a mixing device. Subsequently, a pre-fleece was formed from the mixture of fibers in a scattering device (basis weight: 4,200 g / m 2 ), which was placed on a conveyor belt with a width of 2,800 mm. The feed of the conveyor belt was about 6 m / min.
  • the fleece was precompressed in a flow-through oven at temperatures of up to 160 ° C to a thickness of 35 mm.
  • the precompressed nonwoven reached a core temperature of approx. 130 ° C.
  • the precompressed nonwoven was compacted to a thickness of 5.2 mm in a double belt press at a production speed of 6 m / min.
  • the oil temperature in the forerun of the double belt press was 220 ° C.
  • the WPC formats were covered on the top with a decorative polypropylene film for floor applications and on the back with a backing based on a glued paper. From the formats mentioned above floorboards were produced, which are equipped on the side surfaces with connecting profiles in the manner of a tongue and groove. The panels thus obtained are suitable for covering a floor and are laid floating.
  • the impregnated papers were standard in terms of resin coverage, VC (volatile matter content) value and reactivity.
  • the coating was carried out at about 150 ° C (temperature on the product), 40 bar and 9 seconds press time. Subsequently, the coated plate was cooled and separated after a defined storage time on a floor road to planks with a glueless connection profile. Planks were removed from production and subjected to an edge swell test in accordance with DIN EN 13329. An edge swelling of 2.5% was determined after 24 hours of testing. After re-drying at room temperature, this went back to 0.5%.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Laminats auf Basis eines Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffs, umfassend die Schritte: Bereitstellen einer großformatigen Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte; Aufbringen einer Dekorlage auf wenigstens die Oberseite der großformatigen Platte und Verpressen unter Wirkung von Druck und Temperatur.
    • Beschreibung
  • Die Verwendung von Holzwerkstoffplatten, z.B. in Form von Holzfaserplatten in unterschiedlichen Ausgestaltungen zur Verwendung als Fußbodenlaminat oder zur Verkleidung von Wänden oder auch bei der Herstellung von Möbeln ist seit langem bekannt. So werden beispielsweise Holzfaserplatten in Form von mitteldichten Holzfaserplatten (MDF-Platten), hochdichten Holzfaserplatten (HDF-Platten), Spanplatten oder OSB-Platten (oriented strand board) verwendet, welche durch Verpressen entsprechender Holzfasern oder Späne mit einem duroplastischen Kunststoffharz als Bindemittel gewonnen werden.
  • Ein besonderes Problem bei der Verwendung der genannten Holzfaserplatten besteht in der Empfindlichkeit der eingesetzten Holzfasern oder Holzspäne gegenüber hohen Luftfeuchten und direktem Wasserkontakt. Während dieses Problem bei Möbeln oder Produkten für den Innenausbau durch konstruktive oder technologische Maßnahmen relativ leicht beherrscht werden kann, ist dies bei Bodenbelägen z.B. Laminatfussböden auf der Basis von Holz oder Holzwerkstoffen häufig deutlich problematischer.
  • Bodenbeläge auf der Basis von Holz oder Holzwerkstoffplatten wie Laminatboden oder Fertigparkett reagieren auf Wasserkontakt schnell mit Quellungen und/oder Dimensionsänderungen. Dies wird u.a. durch Einwirkungen von Pflegemitteln auf Wasserbasis hervorgerufen, welche teilweise sehr häufig und sehr intensiv verwendet werden. Auch können hohe Luftfeuchten vergleichbare Prozesse auslösen. Darüber hinaus steht der Bodenbelag typischerweise auch in einem direkten Kontakt mit den Gebäudeteilen wie z.B. Betondecken/Estrich oder Wänden, die ebenfalls Feuchtigkeit in dem Bodenbelag transportieren können. Aus diesem Grund wird bei der Herstellung der obengenannten Holzwerkstoffprodukte auf quellarme Hölzer oder Holzwerkstoffe zurückgegriffen, was zwar die beschriebenen Probleme mindern, aber nicht gänzlich verhindern kann. Teilweise kommen auch anorganische Trägerplatten zur Herstellung von Produkten mit Holzoberflächen zum Einsatz, wobei es hier zu Verklebungs-, Bearbeitungs- oder Verlegeproblemen kommen kann. Aus dem Stand der Technik sind folgende Anmeldungen bekannt:
    • EP 2 762 328 betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer beidseitig beschichteten dekorierten Holzwerkstoffplatte.
    • EP 2 808 463 offenbart eine Holzwerkstoffplatte mit Lederpartikeln oder bedruckter Schicht aus Lederpartikeln und ein Verfahren zu deren Herstellung.
    • EP 2 030 786 offenbart ein Verfahren zum Aufpressen einer mindestens einlagigen Oberflächenbeschichtung auf eine Holzwerkstoffplatte.
    • DE 40 30 774 betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrschichtholzplatte und die nach diesem Verfahren hergestellte Mehrschichtholzplatte.
  • Als Alternative zur Verwendung von Laminatböden mit dem genannten Quellungsproblem wurden in der Vergangenheit zunehmend Fußböden auf Basis von Polyvinylchlorid (PVC) eingesetzt, die ein sehr geringes bis gar keine Quellung aufweisen. Nachteilig bei der Verwendung von PVC-Fußböden ist allerdings deren hohe Kratzanfälligkeit und Kriechneigung, was insbesondere in hochfrequentierten Bereichen (wie z.B. Verkaufsbereichen) zu einer schnellen Abnutzung und Unansehnlichkeit des Fußbodenbelages führt bzw. den Untergrund durchtelegrafieren lässt.
  • Andere Trägerplatten, die eine sehr geringe Wasserempfindlichkeit besitzen sind z. B. Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe (wood-plastic-composites, WPC). Diese Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe bestehen aus einem Gemisch von thermoplastischen Kunststoffen und Holzspänen/Holzfasern. Damit diese Verbundwerkstoffe eine verbesserte Wasserfestigkeit besitzen, ist es günstig, wenn der Kunststoffanteil > 50% ist. Bisher konnten derartige Platten nur durch Kaschierung oder Bekleben mit Folie oder Lackieren oberflächenveredelt werden. Derartige Beschichtungen besitzen aber nicht die hohe Beanspruchbarkeit wie Laminatboden-Oberflächen.
  • Aus dem Stand der Technik ist ein Verfahren zur Herstellung einer Holzwerkstoffplatte mit mindestens einem verstärkten Bereich ( EP 2 537 653 ) bekannt. Dabei wird mindestens abschnittsweise ein flüssiges Verstärkungsmittel auf die Oberfläche der Holzwerkstoffplatte aufgebracht.
  • Der Produktvorteil von Laminatböden, dass sie mit ihrer duroplastischen Oberfläche besonders widerstandsfähig gegenüber chemischen und mechanischen Beanspruchungen sind, ist ein Hauptgrund für deren Markterfolg. Die duroplastische Oberfläche wird in einer Kurztakt-Presse auf die Oberfläche des Holzwerkstoffträgers in Form von imprägnierten Papieren oder sogenannten Flüssigbeschichtungen aufgepresst. Dabei vernetzen die Harzoligomeren in den Papieren bzw. der Flüssigbeschichtung unter hohem Druck und hohen Temperaturen zu einem dreidimensionalen Netzwerk.
  • Zudem sind Laminatböden einfach und schnell zu verlegen. Sie bieten wegen der erprobten Reproduktionstechnik eine große Fülle an Dekorvarianten sowie durch die Variation der verwendeten Pressbleche eine große Bandbreite an Oberflächenstrukturen. Diese können auch mit den Dekordetails synchronisiert werden, sodass eine sehr realistische Nachbildung von Holz- oder Steindekoren möglich ist.
  • Die Verwendung von Laminatböden hat jedoch Nachteile und Grenzen. So ist Laminat in Feuchträumen nur begrenzt einsetzbar. Auch bei Verwendung in anderen Bereichen muss dem Eindringen von Feuchtigkeit vorgebeugt werden. Die Pflege von Laminatböden beispielsweise darf nicht zu feucht erfolgen. Auch bei quellvergüteten Trägerplatten oder ähnlichem bleibt ein Restrisiko nachteiliger Veränderungen durch Einfluss zu hoher Feuchte bestehen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die technische Aufgabe zu Grunde, einen Laminatboden mit einer duroplastischen Oberfläche herzustellen, der gegenüber einer Beanspruchung durch Feuchtigkeit/Wasser unempfindlich ist. Dabei sollen die guten mechanischen Eigenschaften erhalten bleiben. Gleichzeitig soll die Herstellung der dekorativen Oberfläche weiterhin in einer KT-Presse erfolgen. Dazu wird eine großflächige Trägerplatte benötigt, die durch die oben angesprochenen Verfahrensschritte nicht geschädigt wird und zu qualitativ guten Produkten führt.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Es wird demnach ein mehrstufiger Prozess, insbesondere ein dreistufiger Prozess bereitgestellt, in welchem zunächst aus einem Gemisch von Holzpartikeln, z.B. in Form von Holzfasern, und Kunststoffen, insbesondere thermoplastischen Kunststoffen, ein Vorvlies bzw. eine Dämpfstoffmatte mit einer niedrigen Rohdichte hergestellt wird. Dieses Vorvlies mit einer niedrigen Rohdichte wird anschließend zu einem Vlies verdichtet und dann auf einer Doppelbandpresse unter hohem Druck und hoher Temperatur verdichtet und anschließend in einer Kühlpresse abgekühlt. Das vorliegende Verfahren ermöglicht die Herstellung von Holzwerkstoffplatten in Form von Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen (WPCs) in großen Formaten, die sich zur Herstellung von Trägerplatten zur Verwendung als Fußbodenlaminate eignen, verbunden mit einer hohen Produktivität und somit niedrigeren Kosten.
  • In einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird ein thermoplastischer Kunststoff, insbesondere in Form von thermoplastischen Granulaten oder Kunststofffasern in dem Holzpartikel-Kunststoff-Gemisch verwendet.
  • Der thermoplastische Kunststoff ist bevorzugter Weise ausgewählt aus einer Gruppe enthaltend Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polyester, Polyethylenterephthalat (PET), Polyamid (PA), Polystyrol (PS), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyetheretherketon (PEEK), Polyisobutylen (PIB), Polybutylen (PB), Mischungen oder Copolymerisate davon. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn als thermoplastischer Kunststoff PE, PP, PVC oder eine Mischung davon eingesetzt wird.
  • Wie oben erwähnt, kann der thermoplastische Kunststoff in Form von Kunststofffasern eingesetzt werden. Die Kunststofffasern können dabei als Monokomponenten- oder als Bikomponentenfasern vorliegen. Die thermisch aktivierbaren Kunststoff- bzw. Bindefasern führen in der Matrix aus Holzfasern bzw. Holzpartikel sowohl eine Binde- als auch eine Stützfunktion aus. Werden Monokomponentenfasern verwendet, bestehen diese bevorzugt aus Polyethylen oder anderen thermoplastischen Kunststoffen mit niedrigem Schmelzpunkt.
  • Bikomponentenfasern (auch als Biko-Stützfasern bezeichnet) werden besonders bevorzugt eingesetzt. Biko-Fasern erhöhen die Steifigkeit von Holzfaserplatten und verringern auch die bei thermoplastischen Kunststoffen (wie z.B. PVC-Böden) anzutreffende Kriechneigung.
  • Die Biko-Fasern bestehen typischerweise aus einem Tragfilament oder auch einer Kernfaser aus einem Kunststoff mit höherer Temperaturbeständigkeit, insbesondere Polyester oder Polypropylen, die von einem Kunststoff mit einem niedrigeren Schmelzpunkt, insbesondere aus Polyethylen, umhüllt bzw. ummantelt sind. Die Hülle bzw. der Mantel der Biko-Fasern ermöglicht nach Aufschmelzen bzw. Anschmelzen eine Vernetzung der Holzpartikel miteinander. Vorliegend werden insbesondere als Bikomponentenfasern solche auf der Basis von Thermoplasten wie PP/PE, Polyester/PE oder Polyester/Polyester verwendet.
  • In einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird ein Holzpartikel-Kunststoff-Gemisch verwendet, welches ein Mischungsverhältnis von Holzpartikeln zu Kunststoff zwischen 90 Gew% Holzpartikel : 10 Gew% Kunststoffe und 20 Gew% Holzpartikel : 80 Gew% Kunststoffe, bevorzugt zwischen 70 Gew% Holzpartikel : 30 Gew% Kunststoffe und 40 Gew% Holzpartikel : 60 Gew% Kunststoffe umfasst. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Holzpartikel-Kunststoff-Gemisch verwendet, welches ein Mischungsverhältnis von Holzpartikeln zu Kunststoff von etwa 50 Gew% Holzpartikel : 50 Gew% Kunststoff aufweist. Das verwendete Holzpartikel-Kunststoffgemisch kann beispielhaft 44 Gew% Holzfasern bzw. Holzpartikel und 56 Gew% Biko-Fasern, z.B. Polyethylenterephthalat/Polyethylenterephtelat-Coisophtalat-Fasern oder PP/PE-Fasern aufweisen.
  • Es ist ebenfalls vorstellbar, dass der Kunststoffanteil selbst auch ein Gemisch von verschiedenen Kunststoffen ist. So kann ein Kunststoffgemisch aus 20 Gew.% Bikomponentenfasern : 80 Gew% PE-Fasern bis zu 80 Gew.% Bikomponentenfasern : 20 Gew% PE-Fasern bestehen. Generell sind auch andere Zusammensetzungen möglich. Durch die Veränderung der Zusammensetzung der Kunststoffkomponente kann die zur Verdichtung des Vorvlieses bzw. Vlieses benötigte Temperatur verändert und angepasst werden.
  • Unter den vorliegend veränderten Holzpartikeln sind lignocellulosehaltige Zerkleinerungsprodukte wie z.B. Holzfasern, Holzspäne oder auch Holzmehl zu verstehen. Im Falle der Verwendung von Holzfasern kommen insbesondere trockene Holzfasern mit einer Länge von 1,0 mm bis 20 mm, bevorzugt 1,5 mm bis 10 mm und einer Dicke von 0,05 mm bis 1 mm zum Einsatz. Die Holzfaserfeuchte der verwendeten Fasern liegt dabei in einem Bereich zwischen 5 und 15 %, bevorzugt 6 und 12 % bezogen auf das Gesamtgewicht der Holzfasern. Dies ist als besonderer Vorteil gegenüber den älteren Verfahren zur Herstellung von WPC's (z.B.: Extruderverfahren) zu werten, da bei diesen die Holzfasern oder -partikel prozessbedingt auf eine deutlich niedrigere Holzfeuchte getrocknet werden müssten. Der Wassergehalt muss dort meist unter einem Prozent liegen.
  • Es ist ebenfalls möglich, die verwendeten Holzpartikel in Bezug auf den mittleren Korndurchmesser zu bestimmen, wobei der mittlere Korndurchmesser d50 zwischen 0,05 mm und 1 mm, bevorzugt 0,1 und 0,8 mm betragen kann.
  • Entsprechend der gewünschten Zusammensetzung des Holzpartikel-Kunststoff-Gemisches werden die einzelnen Komponenten (Holzpartikel und Kunststoff) in einem Mischer innig vermischt. Eine Vermischung ist bei der Verwendung von Holzfasern als eine Komponente auch durch Eingeben in eine Blasleitung erfolgen. Hier erfolgt auf dem Weg von der Zugabe der Komponenten bis zum Vorratsbunker eine intensive Vermischung durch die eingeblasene Luft als Transportmittel.
  • Aus dem Vorratsbunker wird das Holzpartikel-Kunststoff-Gemisch, z.B. nach Abwiegen auf einer Flächenwaage, auf ein erstes Transportband über seine Breite gleichmäßig aufgestreut. Die Menge an zugeführtem Holzpartikel-Kunststoff-Gemisch richtet sich nach der gewünschten Mattenstärke und der gewünschten Rohdichte des herzustellenden Vorvlieses. Typische Flächengewichte des gestreuten Vorvlieses können dabei in einem Bereich zwischen 3.000 und 10.000 g/m2, bevorzugt zwischen 5.000 bis 7.000 g/m2, liegen. Wie bereits erwähnt wird die Breite des gestreuten Vorvlieses durch die Breite des ersten Transportbandes bestimmt, und kann z.B. in einem Bereich bis zu 3.000 mm, bevorzugt 2.800 mm, insbesondere bevorzugt bis zu 2.500 mm liegen.
  • Nach dem Aufbringen des Holzpartikel-Kunststoff-Gemisches auf ein erstes Transportband unter Ausbildung eines Vorvlieses, wird das Vorvlies in mindestens einen ersten Temperofen zum Vorverdichten überführt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Vorvlies aus Holzpartikeln und Kunststoff in dem mindestens einen Temperofen auf eine Temperatur erhitzt, die der Schmelztemperatur des verwendeten Kunststoffes entspricht oder darüber liegt.
  • Die Temperaturen im Temperofen können zwischen 130 und 200°C, bevorzugt 150 und 180°C, insbesondere bevorzugt 160 und 170°C liegen. Die Kerntemperatur des Vorvlieses liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 100 und 150°C, insbesondere bevorzugt bei ca. 130°C. Während des Erhitzens im Temperofen erfolgt ein Anschmelzen des Kunststoffmaterials, wodurch eine innige Verbindung zwischen dem Kunststoffmaterial wie z.B. den Kunststofffasern mit den Holzfasern hervorgerufen wird und gleichzeitig eine Verdichtung des Vorvlieses erfolgt. Dabei gilt, je höher die Kerntemperatur des Vorvlieses desto schneller kann die Presse gefahren werden, da der Verdichtungsprozess beschleunigt wird.
  • Die Temperöfen werden beispielsweise durch Heißluft direkt beheizt.
  • In einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens weist das vorverdichtete Vlies nach Austritt aus dem Temperofen eine Rohdichte (bzw. ein Raumgewicht) zwischen 40 und 200 kg/m3, bevorzugt 60 und 150 kg/m3, insbesondere bevorzugt zwischen 80 und 120 kg/m3 auf. Die Dicke des vorverdichteten Vlies kann dabei zwischen 20 und 100 mm, bevorzugt 30 und 50 mm, insbesondere bevorzugt 35 und 45 mm liegen.
  • Es ist insbesondere bevorzugt, wenn der Vorschub des Förderbandes bzw. Transportbandes im Temperofen in einem Bereich zwischen 5 und 15 m/min, bevorzugt zwischen 6 und 12 m/min liegt.
  • Nach dem Verlassen des Temperofens kann das vorverdichtete Vlies abgekühlt und konfektioniert werden. Typische Konfektionierungsmaßnahmen sind z.B. die Besäumung des Vlieses der dabei anfallende Abfall, insbesondere die anfallenden Randstreifen, können verkleinert werden und in den Verfahrensprozess zurückgeführt werden. Da das gewünschte Mischungsverhältnis gegeben ist, kann das Material direkt in den Faserbunker eingespeist werden.
  • In einer weiteren Variante des vorliegenden Verfahrens wird das vorverdichtete Vlies in der mindestens einen Doppelbandpresse auf eine Dicke zwischen 2 und 20 mm, bevorzugt 4 und 15 mm, insbesondere bevorzugt 5 und 10 mm verdichtet.
  • Die während des Verdichtens des Vlieses in der mindestens einen Doppelbandpresse angelegte Temperatur ( Öltemperatur im Thermoöl ) liegt zwischen 150 und 250°C, bevorzugt 180 und 230°C, bevorzugt 200 und 220°C. Der in der mindestens einen Doppelbandpresse angewendete Druck kann zwischen 2 MPa und 10 MPa, bevorzugt 3 MPa und 8 MPa, insbesondere bevorzugt 5 und 7 MPa liegen. Der Vorschub der Doppelbandpresse beträgt zwischen 5 und 15 m/min, bevorzugt zwischen 6 und 12 m/min.
  • Nach Verlassen der mindestens einen Doppelbandpresse wird die die Doppelbandpresse verlassende verdichtete Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte in mindestens eine Kühlpresse eingeführt, in welcher ein Abkühlen der verdichteten Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte auf Temperaturen zwischen 10 und 100°C, bevorzugt 15 und 70°C, insbesondere bevorzugt 20 und 40°C erfolgt. Dabei wird in der mindestens einen Kühlpresse ein Druck angewendet, der identisch oder zumindest fast identisch ist zu dem Druck in der Doppelbandpresse, d.h. in der Kühlpresse herrscht ein Druck zwischen 2 MPa und 10 MPa, bevorzugt 3 MPa und 8 MPa, insbesondere bevorzugt 5 und 7 MPa.
  • Das Einführen der verdichteten Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte in eine Kühlpresse ist notwendig, da die Rückstellkräfte der Fasern so groß sein können, dass die Platte ohne des Schritts des Kühlpressens nach dem Verdichten in der Doppelbandpresse wieder aufgehen würde.
  • Nach dem Verlassen der Kühlpresse weisen die verdichteten Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platten eine Dicke 4 bis, 10 mm, bevorzugt 4,5 bis 5,5 mm auf.
  • Die Rohdichte der verdichteten Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platten nach Verlassen der Kühlpresse liegt in einem Bereich zwischen 500 und 1500 kg/m3, bevorzugt zwischen 650 und 1300 kg/m3, insbesondere bevorzugt zwischen 800 und 1100 kg/m3.
  • Zur Herstellung einer Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte mit einer Rohdichte von 850 kg/m3 wird z.B. ein Pressdruck in der Doppelbandpresse (und auch Kühlpresse) von 4,5 bis 5 MPa (45-50 bar) bei einer Presstemperatur in der Doppelbandpresse des Vorlaufes von 235°C und einer Presstemperatur auf der Oberfläche der Platte von 220°C angelegt. Im Falle der Herstellung einer Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte mit einer Rohdichte von 950 kg/m3 wird ein Pressdruck in der Doppelbandpresse (und auch Kühlpresse) von 5,5 bis 6 MPa (55-60 bar) bei einer Presstemperatur in der Doppelbandpresse des Vorlaufes von 235°C und einer Presstemperatur auf der Oberfläche der Platte von 220 °C angelegt.
  • Die mit dem vorliegenden Verfahren hergestellten Holzwerkstoffplatten bzw. Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe (WPC) sind durch eine Quellung von weniger als 5%, bevorzugt weniger als 3%, insbesondere bevorzugt weniger als 1% gekennzeichnet.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann es auch vorgesehen sein, dass die Holzwerkstoffplatte in Form eines WPC zumindest in einem Randbereich der Platte eine Profilierung aufweist, wobei das Profil beispielsweise die Einbringung eines Nut- und/oder Federprofils in eine Kante bzw. Seitenfläche der Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte ermöglicht, wobei die so erhaltenen Paneele bzw. Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platten miteinander verbunden werden können und eine schwimmende Verlegung und Abdeckung eines Bodens ermöglichen.
  • In einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dem Holzpartikel-Kunststoff-Gemisch vor dem Verdichten weitere Substanzen wie Füllstoffe oder Additive zuzugeben, die der Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte spezielle Eigenschaften verleihen.
  • Als geeignete Additive können Flammenschutzmittel, lumineszierende oder antibakterielle Stoffe dem Holzpartikel-Kunststoff-Gemisch zugegeben werden. Geeignete Flammschutzmittel können ausgewählt sein aus der Gruppe enthaltend Phosphate, Borate, insbesondere Ammoniumpolyphosphat, Tris(tri-bromneopentyl)phospat, Zinkborat oder Borsäurekomplexe von mehrwertigen Alkoholen.
  • Weitere Additive können die UV-Beständigkeit, das Alterungsverhalten oder die elektrische Leitfähigkeit der Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte beeinflussen. Zur Erhöhung der UV-Beständigkeit ist es z.B. bekannt, Kunststoffen sogenannte UV-stabilisierende Verbindungen wie die sogenannten HALS-Verbindungen zuzusetzen. Als Antifungizide und antibakterielle Mittel können u.a. Polyimine verwendet werden.
  • Auch ist es vorteilhaft, dem Holzpartikel-Kunststoff-Gemisch einen anorganischen Füllstoff zuzugeben. Als anorganischer Füllstoff können z.B. Materialien wie Talkum, Kreide, Titandioxid oder andere verwendet werden, die der Platte eine spezifische Färbung verleihen.
  • Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass sich die so hergestellten Holzwerkstoffplatten auf der Basis von Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen trotz ihres hohen Kunststoffgehaltes in einer Kurztakt-Presse mit einer Dekorlage versehen und dann zu Laminatboden weiterverarbeiten lassen.
  • Das Aufbringen der Dekorlage auf die Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platten, kann, wie bei einem herkömmlichen Laminat, durch Aufbringen einer Dekorlage auf Zellulosebasis, wie beispielweise durch das Aufbringen von Dekorpapier, erfolgen, wobei der Vielfältigkeit an verschieden gemusterten Dekorpapieren keine Grenzen gesetzt sind. Vorzugsweise werden Dekorpapiere mit einer Imprägnierung, wie beispielsweise einer wärmehärtbaren Kunstharzimprägnierung, für das Herstellen der Dekorlage auf den Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platten verwendet.
  • Weiterhin ist es möglich, auf die Dekorlage noch eine Overlaylage aufzubringen. Die Overlaylage ist vorzugsweise als Zelluloselage ausgeführt, die gefüllt oder nicht gefüllt ist, d. h. mit Teilchen großer Härte ausgerüstet sein kann, um die Abriebfestigkeit zu erhöhen. Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Overlaypapier verwendet, das ebenfalls mit einem wärmehärtbaren Kunstharz imprägniert ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn die imprägnierten Overlaypapiere zusätzlich mit abriebfesten Partikeln ausgerüstet sind. Die abriebfesten Partikel sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Aluminiumoxide, Borcarbide, Siliziumdioxide, Siliziumcarbide und Glaspartikel.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auf die Unterseite der Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte ein Gegenzug aufgebracht werden. Dadurch werden insbesondere die durch die auf der Oberseite der Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte aufgebrachten Dekor- und Overlaylagen wirkenden Zugkräfte ausgeglichen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Gegenzug als Zelluloselage ausgeführt, die imprägniert ist. Beispielsweise kann der Gegenzug als mit einem wärmehärtbaren Kunstharz imprägniertes Papier ausgeführt sein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform entspricht der Schichtaufbau des Gegenzugs dem Schichtaufbau und der jeweiligen Schichtdicke genau der auf der Oberseite aufgebrachten Schichtfolge aus Dekor- und Overlaylagen.
  • Vorzugsweise sind die Dekor-, Overlay und die Gegenzuglage alle als Zelluloselage ausgeführt. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Zelluloselagen für die Herstellung der Dekor-, Overlay und der Gegenzuglage mit einem wärmehärtbaren Kunstharz imprägniert sind. Besonders geeignet für die Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren sind wärmehärtbare Kunstharze, die für die Herstellung von Laminaten verwendbar sind. Das wärmehärtbare Kunstharz für die Imprägnierung der Zelluloselagen ist deshalb vorzugsweise ausgewählt aus Harnstoffharz, Phenolharz, Melaminharz oder Gemischen daraus.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Dekor- und/oder Overlaylagen und der Gegenzug mit der großformatigen Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte in einem Arbeitsschritt unter Wirkung von Temperatur und Druck in einer Kurztaktpresse verpresst und zu einem Laminat weiterverarbeitet.
  • Übliche Kurztakt-Pressen arbeiten beispielsweise bei einem Druck von 30 bis 60 kg/cm2, einer Temperatur an der Holzwerkstoffoberfläche von etwa 165 - 175 °C und einer Presszeit von 6 bis 12 Sekunden.
  • Bei Verwendung der Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platten als Trägermaterialen arbeiten die Kurztaktpressen vorzugsweise bei 30°C bis 40°C niedrigeren Temperaturen als bei der Herstellung von Laminaten auf Basis von herkömmlichen Holzfaserplatten. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform arbeiten die Kurztaktpressen bei Verwendung der Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platten bei einer Temperatur von 140 °C bis 160°C, an der Plattenoberfläche, ganz besonders bevorzugt bei 150°C an der Plattenoberfläche.
  • Die Presszeit der Kurztaktpresse liegt bei Verwendung der Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platten bei 5 bis 15 s, vorzugsweise bei 7 bis 12 s, besonders bevorzugt bei kleiner oder gleich 10 s, wie beispielsweise 9, 8, 7 oder 6 Sekunden.
  • Wenn bei der Herstellung von Laminaten auf Basis von Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen Presszeiten größer als 10 s gewählt werden, muss eine Kühlung erfolgen, damit die Struktur der Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platten nicht zerstört wird. Dies kann beispielsweise durch Kühlung der Platten unmittelbar am Auslauf der Presse mittels vorgekühlter Luft erfolgen. Eine weitere Möglichkeit ist das Kühlen mittels gekühlter Walzen oder in einer dafür ausgerüsteten Presse (Kühlzone).
  • Die herabgesetzte Temperatur und kürzere Presszeit der Kurztaktpresse haben den Vorteil, dass ein unnötiger Wärmeeintrag in die Trägerplatte (Verbundwerkstoff) verhindert und damit eine unerwünschte Plastifizierung und unerwünschte Deformierungen der Trägerplatte vermieden werden können.
  • Während der Weiterverarbeitung in der Kurztakt-Presse können unter Verwendung eines strukturierten Pressblechs auch Oberflächenstrukturen in mindestens einer Oberfläche, vorzugsweise mindestens der Oberseite des Trägermaterials wie einer Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte erzeugt werden, die optional auf das Dekor abgestimmt ausgeführt sein können (so genannte dekorsynchrone Struktur). Vorzugsweise sind die Oberflächenstrukturen weitgehend deckungsgleich zum Dekor ausgebildet. In diesem Fall spricht man von Embossed-In-Register Strukturen Bei Holzdekoren können die Strukturen in Form von Porenstrukturen vorliegen, die der Maserung folgen. Bei Fliesendekoren können die Strukturen Vertiefungen im Bereich von dem Dekor umfasster Fugenfüllungslinien sein.
  • Bei der Beschichtung der Platte müssen allerdings die Presstemperaturen um 30-40 °C reduziert werden. Wie das Herabsetzen der Presszeiten unterhalb von 10 Sekunden dient auch diese Maßnahme dazu, einen unnötigen Wärmeeintrag in die Trägerplatte zu verhindern, der zu einer unerwünschten Plastifizierung und damit zu Deformationen führen würde.
  • Wegen des hohen Kunststoffgehaltes besitzt die Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Trägerplatte eine deutlich reduzierte Quellung im Vergleich zu Standard-HDF oder auch quellreduzierten HDF. Diese erreichen im beschichteten Zustand bei dem Kantenquelltest gemäß der DIN EN 13329 bei hoher Melaminverstärkung des verwendeten Leims, Kantenquellwerte um ca. 7%. Die Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte erreicht in beschichtetem Zustand Kantenquellungen von < 4%.
  • Die Offenbarung stellt weiterhin ein Laminat auf Basis eines Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffs als Träger bereit. Die vorliegende Erfindung ist in mehrerlei Hinsicht vorteilhaft. Zum Beschichten der Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platten sind die für die Herstellung herkömmlicher Laminate eingesetzten Standardtechnologien mit nur geringfügigen Abweichungen, wie beispielsweise in Bezug auf die Temperatur und Presszeit der Kurztaktpresse, nutzbar. Großformatige Platte können optimal verarbeitet werden. Die beschichteten Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platten weisen im Ergebnis eine sehr niedrige Quellung bei Feuchtigkeitseinwirkung auf.
  • Die hergestellten Laminate können, in der Möbelindustrie, beispielsweise für Küchen- und Arbeitsplatten oder Restauranttheken verwendet werden, insbesondere aber für Laminatfußböden, Decken- und Wandverkleidungen. Dabei ist der Anwendungsbereich der Holzwerkstoffplatten und Laminate aufgrund der verbesserten Eigenschaften deutlich breiter als bei herkömmlichen Holzwerkstoffplatten.
    • Ausführungsbeispiele Beispiel 1: Herstellung von Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platten als Träger
  • Aus Ballenöffnern wurden Holzfasern (44 Gew.%) und BiCo-Fasern (56 Gew.%, Polyethylenterephtalat/ Polyethylenterephtalat-Coisophtalat) in eine Mischvorrichtung gefördert. Anschließend wurde aus dem Gemisch der Fasern in einer Streuvorrichtung ein Vorvlies gebildet (Flächengewicht: 4.200g/m2), dass auf ein Förderband in einer Breite von 2.800 mm abgelegt wurde. Der Vorschub des Förderbands lag bei ca. 6 m/min.
  • Das Vorvlies wurde in einem Durchströmungsofen bei Temperaturen von bis zu 160°C auf eine Stärke von 35 mm vorverdichtet. Dabei erreichte das vorverdichtete Vlies eine Kerntemperatur von ca. 130°C.
  • Direkt nach dem Durchströmungsofen wurde das vorverdichtete Vlies in einer Doppelbandpresse bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 6 m/min auf eine Stärke von 5,2 mm verdichtet. Die Öltemperatur im Vorlauf der Doppelbandpresse lag bei 220 °C.
  • Hinter der Doppelbandpresse zur Verdichtung schloss sich eine Kühlpresse mit Wasserkühlung an, in der das WPC auf ca. 15-40°C abgekühlt wurde. Aus dem Endlosstrang wurden im Anschluss daran Formate geschnitten (2.800 x 1.500 mm).
  • Die WPC-Formate wurden nach Abkühlung auf der Oberseite mit einer dekorativen Polypropylenfolie für Fussboden-Anwendungen und auf der Rückseite mit einem Gegenzug auf Basis eines geleimten Papiers beklebt. Aus den oben genannten Formaten wurden Fußbodendielen produziert, die an den Seitenflächen mit Verbindungsprofilen nach Art einer Nut und Feder ausgestattet werden. Die so erhaltenen Paneele sind zur Abdeckung eines Bodens geeignet und werden schwimmend verlegt.
    • Beispiel 2: Laminatherstellung, Dekor aus imprägniertem Papier
  • Eine WPC-Platte (5 mm, Rohdichte: 850 kg/m3, Verhältnis Kunststoff zu Holzfasern 56 % zu 44 %) wird in einer Kurztakt-Presse mit einem Aufbau beschichtet, der üblicherweise für einen Laminatboden verwendet wird. Dieser war folgendermaßen:
    • Oberseite
      • Overlay mit Melaminharzimprägnierung (korundgefüllt),
      • Dekorpapier mit Melaminharzimprägnierung
    • Unterseite
      • Gegenzug mit Melaminharzimprägnierung
  • Bei den imprägnierten Papieren handelte es sich bezüglich Harzauftrag, VC-Wert (VC-Wert = Gehalt an flüchtigen Bestandteilen) und der Reaktivität um Standardprodukte. Die Beschichtung wurde bei ca. 150°C (Temperatur am Produkt), 40 bar und 9 Sekunden Presszeit ausgeführt. Anschließend wurde die beschichtete Platte abgekühlt und nach einer definierten Lagerzeit an einer Fußbodenstraße zu Dielen mit einem leimlosen Verbindungsprofil aufgetrennt. Aus der Produktion wurden Dielen entnommen und gemäß der DIN EN 13329 einem Kantenquelltest unterworfen. Dabei wurde nach 24 h Prüfdauer eine Kantenquellung von 2,5 % festgestellt. Nach dem Rücktrocknen bei Raumtemperatur ging diese auf 0,5 % zurück.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Laminats, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
    • Bereitstellen einer großformatigen Platte aus einem Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff mit einer Ober- und einer Unterseite,
    • Aufbringen einer Dekorlage auf wenigstens die Oberseite der großformatigen Platte und
    • Verpressen unter Wirkung von Druck und Temperatur zur Ausbildung eines Laminats, wobei die Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte nach einem Verfahren hergestellt wird, das die folgenden Schritte umfasst:
    - Inniges Vermischen von Holzpartikeln und Kunststoff in einem Mischer;
    - Aufbringen des Gemisches aus Holzpartikeln und Kunststoff auf ein erstes Transportband unter Ausbildung eines Vorvlieses und Einführen des Vorvlieses in mindestens einen ersten Temperofen zum Verdichten;
    - Abkühlen und Konfektionieren des vorverdichteten Vlieses nach dem Verlassen des Temperofens;
    - Überführen des vorverdichteten Vlieses in mindestens eine Doppelbandpresse zum weiteren Verdichten zu einer Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte; und
    - Abkühlen der verdichteten Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte in mindestens einer Kühlpresse,
    wobei die verwendeten Holzpartikel Holzspäne, Holzfasern oder Holzmehl sind;
    die Rohdichte der Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Platte nach Verlassen der Kühlpresse im Bereich zwischen 500-1500 kg/m3 liegt; und
    die Dicke der großformatigen Platte 4 bis 10 mm, bevorzugt 4,5 bis 5,5 mm beträgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Aufbringen einer Overlaylage oberhalb der Dekorlage.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin umfassend das Aufbringen einer Gegenzuglage auf der Unterseite der großformatigen Platte.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekor-, die Overlay- und die Gegenzuglage als Zelluloselage ausgeführt ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zelluloselage mit einem wärmehärtbaren Kunstharz imprägniert ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz ausgewählt ist aus Harnstoffharz, Phenolharz, Melaminharz oder Gemischen daraus.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Overlaylage mit abriebfesten Partikeln ausgestattet ist.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verpressen auf einer Kurztaktpresse mittels wenigstens eines strukturierten Pressblechs erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberflächenstruktur wenigstens an der Oberseite der großformatigen Platte ausgebildet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur wenigstens teilweise synchron zu dem Dekor verlaufend ausgebildet ist.
  11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Presstemperatur an der Plattenoberfläche 140 bis 160 °C, vorzugsweise 150 °C beträgt.
  12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Presszeit 5 bis 15 s, vorzugsweise 7 bis 12 s, besonders bevorzugt kleiner gleich 10 s ist.
  13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Presszeiten größer als 10 s eine Kühlung erfolgt.
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