EP3686029B1 - Verfahren zur herstellung eines abrieb- und wasserfesten mehrschichtigen paneels - Google Patents

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EP3686029B1
EP3686029B1 EP19153171.4A EP19153171A EP3686029B1 EP 3686029 B1 EP3686029 B1 EP 3686029B1 EP 19153171 A EP19153171 A EP 19153171A EP 3686029 B1 EP3686029 B1 EP 3686029B1
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EP
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layer
applying
abrasion
melt adhesive
polyurethane hot
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Ingo Lehnhoff
Norbert Kalwa
Frank Oldorff
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Flooring Technologies Ltd
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Flooring Technologies Ltd
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    • B44C5/0476—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers comprising a decorative sheet and a core formed by one or more resin impregnated sheets of paper with abrasion resistant properties
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    • B05D2601/00—Inorganic fillers
    • B05D2601/20—Inorganic fillers used for non-pigmentation effect

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing an abrasion-resistant and waterproof multi-layer panel and a production line for carrying out this method.
  • PVC floor coverings are often preferred in public and commercial places, but also in the home due to its durable properties, easy installation and low cost.
  • Floor coverings based on PVC are divided into several categories and subcategories. A distinction is made in particular between traditional PVC coverings and the so-called LVT (Luxury Vinyl Tile) coverings.
  • Traditional PVC flooring essentially uses PVC as the base material with plasticizers, resulting in a flexible product that can be easily printed and laid on a floor.
  • Traditional PVC products are among the most cost-effective floor coverings currently available.
  • WPC wood plastic composites or waterproof plastic composites
  • the multi-layer PVC floor coverings include the SPC coverings, the core of which consists of a plastic component (usually PVC) and a larger proportion of minerals. Due to the higher mineral content, the stiffness, weight and density is higher.
  • SPC stone plastic composite
  • the carrier consists of a highly filled thermoplastic material, such as polyvinyl chloride or polypropylene, with chalk or talc usually being used as fillers.
  • the decorative layer is usually a printed, thermoplastic foil, which also has PVC or PP as the material basis.
  • the wear layer is a transparent, thermoplastic film (PVC or PP).
  • the backing is first produced in an extruder and immediately afterwards the decorative and wear-resistant foil are calendered on.
  • the surface structure of the product is created by the structuring of the calender.
  • the present invention is therefore based on the technical task of providing a method for producing an SPC floor covering, in which the surface of the plastic carrier board is produced and finished more efficiently.
  • the technical properties should not deteriorate and no other product deterioration should occur.
  • the productivity of the production line should also not be impaired by the process.
  • the production of the plastic support plate can precede the above method.
  • the plastic carrier board is initially provided as an endless strand and, if necessary, then cut to size.
  • the plastic carrier plate (or the SPC core) consists of polyvinyl chloride (PVC), but can consist of various thermoplastics (PVC) or polypropylene (PP),
  • the plastic carrier board is first produced as a continuous strand by extrusion of a mixture containing PVC, limestone and optional auxiliaries.
  • the mixture to be extruded can be provided in various alternatives.
  • the mixture to be extruded can be presented in the form of a powder, with the various ingredients being mixed in a mixing device to form a powdery mixture which, after optional intermediate storage, is introduced into the extruding device.
  • the mixture is provided in the form of a compound.
  • the compound consists of the individual components that have already been melted together and are then crushed into processable particles (e.g. pellets) that are fed into the extruder device. Accordingly, when using a compound, there is no need for a mixing device, intermediate bunker and melting device.
  • the mixture to be extruded consists of 20-40% by weight PVC, preferably 25-35% by weight PVC, 60-80% by weight limestone, preferably 65-75% by weight limestone and optionally further auxiliary substances.
  • the mixture to be extruded comprises 65% by weight limestone (chalk) and 35% by weight PVC.
  • the grain size of limestone should be similar to the grain size of PVC powder. This simplifies the production of the powder mixture and avoids demixing or inhomogeneities. Of course, this also applies to the manufacture of the compound.
  • Stabilizers, waxes, lubricants, release agents and other auxiliaries can be added as auxiliaries.
  • a preferred stabilizer comprises Ca-Zn and can be added in an amount between 1 and 3%, preferably 2% by weight of the mixture to be extruded.
  • PE waxes can be used as waxes.
  • Release agents used are CPE release agents, which are used in an amount between 0.5 and 1.5% by weight, preferably 1% by weight, in the mixture to be extruded.
  • CPE chlorinated polyethylene, a copolymer of ethylene and vinyl chloride. Unlike in PVC, the chlorine content in the polymer can vary depending on the ratio of the two monomers. CPE will e.g. used as an impact modifier.
  • the mixture is extruded in an extruder with discharge of a plate-shaped strand.
  • the mixture of PVC, CaCO 3 or limestone and other additives to be extruded is provided either beforehand by mixing the powdery ingredients, melting the PVC and cooling it down, or as a finished compound.
  • the mixture to be extruded then runs through a multi-stage extruder with zones at different temperatures, with partial cooling using water.
  • the mixture to be extruded is elasticized in the extruder under the influence of temperature and shearing force to form a "kneadable" mass.
  • a plate-shaped strand (e.g. with a maximum width of 1,400 mm) is discharged from the extruder via a slot die onto a roller conveyor.
  • the endless strand as such can be fed into the further processing plant for surface finishing in one variant.
  • the endless strand can be cut to length.
  • the endless strand is cut into separate half-formats and the half-formats are fed to further processing as a plastic carrier board. (. It is also possible to feed the half-formats into the processing plant as a quasi-panel train, i.e. edge to edge.
  • the surface of the plastic carrier plate is finished as follows:
  • the surface of the plastic carrier plate can be pretreated before printing to improve the adhesion of the subsequent layers. This can be cleaning with brushes, bevelling, which also removes unevenness from the surface, and/or plasma or corona treatment.
  • At least one primer is applied to the plastic carrier plate before it is printed on.
  • This primer comprises a hot melt (or hot coating) in the form of a polyurethane hot melt
  • the amount of liquid primer applied is presently between 1 and 30 g/m 2 , preferably between 5 and 20 g/m 2 , particularly preferably between 10 and 15 g/m 2 .
  • Polyurethane-based compounds are preferably used as primers.
  • a hotmelt e.g. in the form of a polyurethane hotmelt
  • a polyurethane hotmelt e.g. in the form of a polyurethane hotmelt
  • Both primer and hotmelt can contain inorganic color pigments and thus serve as a white primer layer for the decorative layer that is then to be printed on.
  • White pigments such as titanium dioxide TiO 2 can be used as color pigments.
  • Other color pigments can be calcium carbonate, barium sulfate or barium carbonate.
  • the primer consists of at least one, preferably at least two or more layers or applications applied one after the other, with the application quantity being the same or different between the layers or applications, i.e. the application quantity of each individual layer can vary.
  • the primer can be applied to the surface of the plastic backing sheet using a roller.
  • a white ground is applied to the primer by means of digital printing on the plastic carrier plate.
  • the digital printing inks used for the digital printing of the white background are preferably based on UV inks that are enriched with white color pigments.
  • An order using digital printing is advantageous because the printing system is significantly shorter than a roller device and thus saves space, energy and costs.
  • the at least one decor is applied to the (surface-treated and pre-coated) carrier board by means of digital printing processes upset.
  • digital printing the printed image is transferred directly from a computer to a printing machine, such as a laser printer or inkjet printer. This eliminates the use of a static printing form.
  • the decor is printed according to the inkjet principle in a single pass, in which the entire width of the upper side to be printed is spanned, with the plates being moved under the printer.
  • the carrier plate to be printed is stopped under the printer and the printer runs over the surface at least once during printing.
  • the printing colors are grouped together in separate rows of print heads, with one or two rows of print heads being able to be provided for each color.
  • the colors of the digital printing inks are, for example, black, blue, red, reddish yellow, greenish yellow, optionally CMYK can also be used.
  • the digital printing inks are optionally based on the same pigments used for analogue and/or digital printing with water-based inks.
  • the digital printing inks are preferably based on UV inks. However, it is also possible to use water-based digital printing inks or so-called hybrid inks. After printing, the decorative print is dried and/or irradiated.
  • the printing inks are applied in an amount between 1 and 30 g/m 2 , preferably between 3 and 20 g/m 2 , particularly preferably between 3 and 10 g/m 2 .
  • a first covering layer is applied to the decorative layer.
  • This first covering layer is applied to the decorative layer as a liquid application and consists of a hot-coating or hot-melt layer.
  • the use of a first covering layer is advantageous since improved adhesion of the subsequently scattered particles and the layers applied later is achieved.
  • a polyurethane hot melt (or polyurethane hot melt adhesive) is used as the hot coating or hot melt (hot melt adhesive).
  • the PUR hotmelt is applied at an application temperature of approx. 150°C.
  • the use of polyurethane as a hotmelt has the further advantage that post-crosslinking takes place with the surface of the plastic carrier plate, resulting in particularly good adhesion to the surface.
  • the amount of hot coating applied as the first covering layer is between 20 and 50 g/m 2 , preferably 30 and 40 g/m 2 .
  • abrasion-resistant particles are scattered onto the at least one first cover layer applied to the decorative layer.
  • the advantage of sprinkling on the abrasion-resistant particles is that the quantity and distribution can be adjusted quickly and in a targeted manner, and a quick changeover to different product requirements is possible.
  • particles of corundum (aluminum oxides), boron carbides, silicon dioxides, silicon carbides are used as abrasion-resistant particles.
  • Corundum particles are particularly preferred. This is preferably a high-grade corundum (white) with a high level of transparency, so that the optical effect of the underlying decoration is adversely affected as little as possible. Corundum has an uneven three-dimensional shape.
  • the amount of abrasion-resistant particles scattered on is 10 to 50 g/m 2 , preferably 10 to 30 g/m 2 , particularly preferably 15 to 25 g/m 2 .
  • the amount of abrasion-resistant particles scattered depends on the abrasion class to be achieved and the grain size.
  • the amount of abrasion-resistant particles in the case of abrasion class AC3 is in the range between 10 and 15 g/m 2 , in abrasion class AC4 between 15 and 20 g/m 2 and in abrasion class AC5 between 20 and 25 g/m 2 during use of grit F220.
  • the finished panels preferably have abrasion class AC4.
  • the test is carried out according to DIN EN 16511 - May 2014 Method A or B "Panels for floating installation - Semi-rigid, multi-layer, modular floor coverings (MMF) with abrasion-resistant top layer".
  • Abrasion-resistant particles with grain sizes in classes F180 to F240 are used.
  • the grain size of class F180 covers a range from 53 - 90 ⁇ m, F220 from 45-75 ⁇ m, F230 34-82 ⁇ m, F240 28-70 ⁇ m (FEPA standard).
  • class F220 corundum particles are used
  • the abrasion-resistant particles must not be too fine-grained (risk of dust formation), but also not too coarse-grained. The size of the abrasion-resistant particles is therefore a compromise.
  • silanized corundum particles can be used.
  • Typical silanizing agents are aminosilanes. The silanization of the corundum particles enables improved adhesion ("docking") of the corundum particles on the layers provided.
  • the at least one second cover layer also consists of a hot coating or hot melt, e.g. a PU hot melt.
  • This second covering layer serves a) to cover the decor, b) as a structural support and c) with the sprinkled corundum, ensures wear resistance against abrasion.
  • the quantity of the hot coating applied to the layer of scattered abrasion-resistant particles varies depending in particular on the quantity of the first covering layer applied to the printed decoration.
  • the amount of hot coating applied as the second covering layer is in a range between 20-50 g/m 2 , preferably 30-40 g/m 2 .
  • the second covering layer is structured in a next step.
  • the structuring is usually realized by a structured roller.
  • a structuring agent e.g. structuring foil, structuring paper
  • the structure in the register may run parallel to the decor, the so-called EIR structure or decor-synchronous structure.
  • the position and speed between the carrier plate to be structured and the structuring agent (roller and/or structuring paper) are synchronized.
  • the at least one lacquer layer is then applied to the at least one second, now structured cover layer, the at least one lacquer layer consisting of a top coat with nanoparticles, e.g. nanoparticles made of silica.
  • the at least one lacquer layer serves to improve the scratch resistance and, if necessary, to adjust the degree of gloss.
  • the lacquer layer consists of a top coat with nanoparticles, for example made of silicic acid.
  • the paint preferably a PU paint, can be applied in an amount between 40 and 60 g/m 2 , preferably 50 g/m 2 , using additional rollers.
  • radiation-curable acrylate-containing lacquers are used for the top coat.
  • the radiation-curable lacquers used typically contain (meth)acrylates, such as polyester (meth)acrylates, polyether (meth)acrylates, epoxy (meth)acrylates or urethane (meth)acrylates.
  • the acrylate used or the acrylate-containing paint substituted or unsubstituted monomers, oligomers and / or Polymers, in particular in the form of acrylic acid, acrylic ether and/or acrylic acid ester monomers, oligomers or polymers.
  • the presence of a double bond or unsaturated group in the acrylate molecule, as defined, is important for the present process.
  • the polyacrylates can also be functionalized. Suitable functional groups include hydroxy, amino, epoxy and/or carboxyl groups.
  • the acrylates mentioned enable crosslinking or curing in the presence of UV or electron beams (ESH).
  • the above-mentioned structuring e.g. by means of a structuring agent or a structured roller
  • the structuring is only carried out after the application of the final top coat.
  • the layer structure is already cured together with the structuring agent, so that the curing takes place largely in the absence of oxygen (i.e. inert), which means that high gloss levels can be achieved.
  • the layer structure is finally dried and cured.
  • Radiation curing is thus preferably effected by the action of high-energy radiation such as UV radiation or by irradiation with high-energy electrons.
  • Lasers, high-pressure mercury vapor lamps, flashlights, halogen lamps or excimer radiators are preferably used as radiation sources.
  • the radiation dose usually sufficient for curing or crosslinking is in the range of 80-3000 mJ/cm 2 in the case of UV curing.
  • the irradiation can also be carried out in the absence of oxygen, ie in an inert gas atmosphere. In the presence of oxygen, ozone is formed, causing the surface to become dull.
  • Suitable inert gases include nitrogen, noble gases or carbon dioxide.
  • the present process is preferably carried out under a nitrogen atmosphere.
  • the surface-finished panel format can be profiled lengthways and crossways on milling machines, but separately so that the milling waste can be recycled.
  • a lockable tongue and groove connection is introduced on at least two opposite edges of the panel. This enables the panels to be laid in a floating manner quickly and easily.
  • Such tongue and groove connections are, inter alia, from EP 1 084 317 B1 famous.
  • the abrasion-resistant and waterproof panels have a bulk density of between 1500 and 3000 kg/m 3 , preferably 2000 and 2500 kg/m 3 .
  • the overall layer thickness of the panels is less than 6 mm, between 3 and 5 mm, preferably 3 and 4.5 mm.
  • a white background is provided between the primer and the printed decorative layer.
  • the present panel can also have a structuring in the paint layer that finishes off the overall structure (reference is made to the above explanations in this regard).
  • the manufacturing process for the plastic carrier plate can be upstream.
  • This section includes at least one mixing device for mixing the starting materials for the plastic carrier board in the processing direction.
  • the thermoplastic material, in particular PVC, limestone and other additives are mixed together in the mixing device.
  • the partial section of the production line comprises at least one intermediate bunker arranged behind the mixing device in the processing direction for storing the mixture of plastic, limestone and other additives.
  • An extruder follows the intermediate bunker in the processing direction. It is also possible to dispense with the mixing device and intermediate bunker. In this case, a finished compound is prepared from the starting materials (e.g. in the form of pellets) and fed into the extruder.
  • the mixture (powder or compound) is elasticized in the extruder and pressed through a profile to form an endless strand (SPC strand), which is cut to length (i.e. cut to the desired format) and the individual formats are stacked as carrier plates before further processing.
  • SPC strand endless strand
  • the carrier plates are separated and first subjected to a pretreatment, such as grinding, which also removes unevenness from the surface, and/or a plasma or corona treatment.
  • a pretreatment such as grinding, which also removes unevenness from the surface, and/or a plasma or corona treatment.
  • the devices required for this are known.
  • a primer e.g. primer or hotmelt, possibly enriched with white pigments
  • the application device used for this is preferably designed in the form of a roller unit.
  • a white base is then applied to the primer using a digital printer.
  • a digital printer is also used to print the decorative layer.
  • the at least one device provided downstream of the printer in the processing direction for applying at least one first cover layer to the decorative layer is preferably designed in the form of a roller application device or a spray unit.
  • the scattering device for the abrasion-resistant particles provided in the present production line is suitable for scattering powder, granules, fibers and includes an oscillating brush system.
  • the spreading device essentially consists of a storage hopper, a rotating, structured roller and a scraper. The amount of abrasion-resistant material applied is determined by the rotational speed of the roller.
  • the spreading device preferably comprises a spiked roller.
  • the at least one scattering device is surrounded or arranged in at least one cabin, which is provided with at least one means for removing dust occurring in the cabin.
  • the means for removing the dust can be designed in the form of a suction device or as a device for blowing in air. Air injection can be achieved via nozzles installed at the plate inlet and outlet, blowing air into the booth. In addition, they can prevent an inhomogeneous scatter curtain of abrasion-resistant material from arising due to air movements.
  • the removal of the dust from abrasion-resistant material from the vicinity of the spreading device is advantageous because, in addition to the obvious health hazards for the workers working on the production line, the fine dust from abrasion-resistant particles also settles on other parts of the production line and leads to increased wear on the same.
  • the arrangement of the scattering device in a cabin is therefore not only used Reduction of health dust pollution of the environment of the production line, but also prevents premature wear.
  • the spreading device is followed by the device for applying the at least one second covering layer, preferably in the form of a hot coating, which is also present as a roller unit.
  • the final layer of lacquer is also applied using a roller device.
  • a structure roller can be provided between the device for applying the elastic layer (hotcoating) and the roller device for applying the final lacquer layer and/or following the latter.
  • the application devices are followed by devices for curing the layer structure, such as dryers and/or radiators.
  • the production line shown schematically comprises a first section 1 for the production of the plastic carrier plate and a second section 2 for the surface treatment of the plastic carrier plate.
  • Section 1 initially comprises a reservoir 10 for PVC powder and a reservoir 11 for limestone, which are mixed with one another in the mixing device 13 with the addition of further auxiliary substances 12 .
  • This powdered mixture of PVC, limestone (or chalk) and other additives can be temporarily stored in an intermediate bunker 14.
  • the intermediate bunker 14 is arranged behind the mixing device in the processing direction.
  • the extruder 15 follows the intermediate bunker 14 in the processing direction.
  • a compound made from the individual components in pellet form can also be used directly as the starting component for the extruder 15 .
  • storage containers 10, 11, 12, mixing device 13 and intermediate bunker 14 can be dispensed with.
  • the mixture (powder or compound) is fed into the extruder device 15 and pressed through a profile to form an endless strand (SPC strand).
  • the extruder device 15 is designed as a multi-stage extruder with zones at different temperatures, with partial cooling using water.
  • a plate-shaped strand (e.g. with a maximum width of 1,400 mm) is discharged from the extruder via a slot nozzle onto a roller conveyor 16, cut to size and stacked.
  • Section 2 for the surface treatment of the plastic carrier plate begins with the separation and pretreatment of the carrier plates, such as sanding and/or plasma or corona treatment (not shown).
  • At least one primer preferably a white-pigmented PUR hotmelt, is applied to the surface of the plastic carrier plate using a roller unit 20 .
  • a digital printer 21 for applying a white ground followed by one or more digital printers 22 for printing the decorative layer.
  • the decor is printed according to the inkjet principle in a single pass, in which the entire width of the upper side to be printed is spanned, with the plates being moved under the printer
  • the at least one device provided downstream of the printer 22 in the processing direction for applying a hot coating (PUR hotmelt) as the first cover layer to the decorative layer is designed as a roller application device 23 .
  • a first scattering device 24 is provided for evenly scattering the abrasion-resistant material, such as corundum, on the upper side of the plastic carrier plate.
  • Corundum F220 is used as the abrasion-resistant material, which measures around 45-75 ⁇ m in diameter according to the FEPA standard.
  • the spreading device 24 essentially consists of a storage funnel, a rotating, structured spiked roller and a scraper.
  • the application quantity of the material is determined by the rotational speed of the spreader roller.
  • the corundum falls from the spiked roller at a distance of 5 cm onto the plate covered with the decorative foil.
  • the scattering device 24 is followed by the device 25 for applying a hot coating as the second covering layer.
  • a PUR hotmelt is used as the hotcoating.
  • the final lacquer layer is also applied using a roller device 27 .
  • a structure roller 26 is provided between the device 25 for applying the second covering layer and the roller device 27 for applying the final layer of lacquer.
  • the application devices are followed by devices for curing the layer structure, such as dryers and/or radiators (not shown). Suitable cooling devices and cutting devices are provided (not shown) for further assembly.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines abriebfesten und wasserfesten mehrschichtigen Paneels und eine Produktionslinie zur Durchführung dieses Verfahrens.
    • Beschreibung
  • Als Fußbodenbeläge werden derzeit hauptsächlich Keramikfliesen, Holzbeläge (wie Parkettböden), Laminat, PVC-Beläge aber auch textile Auslegware (wie Teppiche) verwendet. Fußbodenbeläge aus PVC werden häufig im öffentlichen und kommerziellen Orten, aber auch im Heimbereich aufgrund der widerstandsfähigen Eigenschaften, des leichten Einbaus und günstigen Kosten bevorzugt.
  • Bodenbeläge auf der Basis von PVC werden in mehrere Kategorien und Unterkategorien eingeteilt. Hierbei unterscheidet man insbesondere zwischen traditionellen PVC- Belägen und den sogenannten LVT (Luxury Vinyl Tile) - Belägen.
  • Traditionelle PVC-Beläge verwenden im wesentlichen PVC als Basismaterial mit Weichmachern, wodurch ein flexibles Produkt erhalten wird, dass in einfacher Weise bedruckt und auf einen Boden gelegt werden kann. Traditionelle PVC-Produkte gehören zu den kostengünstigsten Fußboden-Belägen, die derzeit erhältlich sind.
  • Die LVT-Produkte umfassen u.a. PVC-Beläge und mehrschichtige Fußbodenbeläge, die einen harten Kern aufweisen und wiederum in zwei Klassen unterschieden werden. Dazu gehören zum einen die WPC-Produkte (WPC = wood plastic composites or waterproof plastic composites), die ursprünglich als Kernlage eine Schicht aus einer Holz-Kunststoff-Mischung umfassen. Neben dem Einsatz von Holz zur Kostenreduzierung kann auch das Aufschäumen des Trägers eine Alternative darstellen.
  • Zum anderen gehören zu den mehrschichtigen PVC-Fußbodenbelägen die SPC-Beläge, dessen Kernlage aus einem Kunststoffanteil (meist PVC) und einem größeren Anteil an Mineralien besteht. Aufgrund des größeren Mineralanteils ist die Steifheit, das Gewicht und die Dichte höher.
  • Die Herstellung von SPC-Bodenbelägen (SPC = stone plastic composite) nimmt in den letzten Jahren mengenmäßig stark zu. Dabei besteht das Produkt im einfachsten Fall aus einem Träger, einer Dekorschicht und einer Verschleißschicht.
  • Der Träger besteht aus einem hochgefüllten thermoplastischen Kunststoff, wie Polyvinylchlorid oder Polypropylen, wobei als Füllstoffe üblicherweise Kreide oder Talkum verwendet werden. Die Dekorschicht ist meist eine bedruckte, thermoplastische Folie, die als Materialbasis ebenfalls PVC oder PP besitzt. Die Verschleißschicht ist im einfachsten Fall eine transparente, thermoplastische Folie (PVC oder PP).
  • Bei der Herstellung wird zunächst in einem Extruder der Träger hergestellt und direkt im Anschluss daran werden die Dekor- und die Verschleißfolie aufkalandriert. Die Oberflächenstruktur des Produktes wird durch die Strukturierung des Kalanders erzeugt. Je höher die gewünschte Verschleißklasse sein soll, umso dicker muss die Verschleißfolie sein. Dies führt nicht nur zu Kostennachteilen, sondern auch bei den höheren Verschleißklassen zu Transparenzproblemen.
  • Zur Lösung dieser Probleme wird z. B. in der US 2018/0339504 A1 oder WO 2018/217158 A1 das Aufbringen einer dublierten Folie auf einen Träger beschrieben, wobei zwischen den beiden Folien abriebhemmende Partikel eingelagert sind. Die Herstellung der dublierten Folie mit den eingelagerten abriebfesten Partikeln wird in einer separaten Produktionslinie durchgeführt und die dublierte abriebfeste Folie wird vor Weiterverarbeitung typischerweise zwischengelagert. Die dublierte Folie wird dann auf einen Träger (z.B. ein PVC-Trägermaterial) aufgepresst oder aufkalandriert. Auch hier wird durch die Verwendung von zwei Folien als Verschleißschicht kein kostenoptimales Ergebnis erreicht.
  • Die bisher bekannten Ansätze zur Herstellung von abrieb- und wasserfesten Paneelen führen zu Produkten mit schlechter Transparenz und aufgrund des aufwändigen Herstellungsprozesses zu höheren Kosten.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die technische Aufgabe zu Grunde ein Verfahren zur Herstellung eines SPC-Fußbodenbelages bereitzustellen, bei dem die Oberfläche der Kunststoffträgerplatte effizienter erzeugt und veredelt wird. Dabei sollen sich die technischen Eigenschaften nicht verschlechtern und auch keine anderweitigen Produktverschlechterungen auftreten. Auch die Produktivität der Produktionslinie soll durch das Verfahren nicht beeinträchtigt werden.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1und eine Produktionslinie mit den Merkmalen des Anspruchs 10gelöst.
  • Demnach wird ein Verfahren zur Herstellung eines abrieb- und wasserfesten mehrschichtigen Paneels, insbesondere eines abrieb- und wasserfesten Fußbodenpaneels, bereitgestellt, welches die folgenden Schritte umfasst:
    • Bereitstellen von mindestens einer PVC-Trägerplatte;
    • Aufbringen von mindestens einer Grundierung umfassend mindestens einen Polyurethan-Schmelzklebstoff auf die Oberfläche der Kunststoffträgerplatte;
    • Aufbringen von mindestens einem Weißgrund auf die Grundierung;
    • Bedrucken der PVC-Trägerplatte im Direktdruck unter Ausbildung einer Dekorschicht;
    • Aufbringen von mindestens einer ersten Abdeckschicht umfassend einen Polyurethan-Schmelzklebstoff auf die aufgedruckte Dekorschicht; wobei die Menge des Polyurethan-Schmelzklebstoffes als erster Abdeckschicht zwischen 20 und 50 g/m2, bevorzugt 30 und 40 g/m2 beträgt;
    • gleichmäßiges Aufstreuen von abriebfesten Partikeln auf die mindestens eine auf der Dekorschicht aufgetragene Deckschicht;
    • Aufbringen von mindestens einer zweiten Abdeckschicht umfassend einen Polyurethan-Schmelzklebstoff auf die Lage von aufgestreuten abriebfesten Partikeln; wobei die Menge des Polyurethan-Schmelzklebstoffes als zweiter Abdeckschicht in Abhängigkeit von der Menge der auf das Druckdekor aufgebrachten ersten Abdeckschicht variiert und zwischen 20 und 50 g/m2, bevorzugt 30 und 40 g/m2beträgt;
    • Einbringen einer Struktur in die mindestens zweite Abdeckschicht;
    • Aufbringen von mindestens einer Lackschicht; und
    • Aushärten des Schichtaufbaus,
    wobei der Polyurethan-Schmelzklebstoff bei einer Applikationstemperatur von ca. 150°C aufgetragen wird.
  • Die Herstellung der Kunststoffträgerplatte kann dem obigen Verfahren vorgeschaltet sein. Dabei wird die Kunststoffträgerplatte zunächst als Endlosstrang bereitgestellt und ggfs. anschließend auf Format geschnitten.
  • Die Kunststoffträgerplatte (bzw. der SPC-Kern) besteht erfindungsgemäß aus Polyvinylchlorid (PVC), kann aber aus verschiedenen thermoplastischen Kunststoffen(PVC) oder Polypropylen (PP), bestehen,
  • In einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird die Kunststoffträgerplatte zunächst als Endlosstrang durch Extrusion einer Mischung enthaltend PVC, Kalkstein und optionalen Hilfsstoffen hergestellt.
  • Die zu extrudierende Mischung kann in verschiedenen Alternativen bereitgestellt werden. In einer Variante kann die zu extrudierenden Mischung in Form eines Pulvers vorgelegt werden, wobei die verschiedenen Inhaltsstoffe in einer Mischvorrichtung zu einem pulverförmigen Gemisch vermengt werden, welches nach einer optionalen Zwischenlagerung in die Extrudiervorrichtung eingeführt wird.
  • In einer anderen Variante wird die Mischung in Form eines Compounds bereitgestellt. Das Compound besteht aus den Einzelkomponenten, die schon einmal zusammen aufgeschmolzen waren und danach zu verarbeitungsfähigen Partikeln (z. B. Pellets) zerkleinert werden, die in die Extrudervorrichtung eingeführt werden. Entsprechend kann bei der Verwendung eines Compounds auf Mischvorrichtung, Zwischenbunker und Schmelzvorrichtung verzichtet werden,
  • In einer Variante besteht die zu extrudierende Mischung aus 20 - 40 Gew% PVC, bevorzugt 25-35 Gew% PVC, 60-80 Gew% Kalkstein, bevorzugt 65-75 Gew% Kalkstein und optional weitere Hilfsstoffe. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die zu extrudierende Mischung 65 Gew% Kalkstein (Kreide) und 35 Gew% PVC.
  • Wenn man von pulverförmigen Rohstoffen ausgeht, sollte die Korngröße des Kalksteins ähnlich wie die Korngröße des PVC-Pulvers sein. Dies erleichtert die Herstellung des Pulvergemischs und vermeidet Entmischungen bzw. Inhomogenitäten. Dies gilt natürlich auch für die Herstellung des Compounds.
  • Als Hilfsstoffe können Stabilisatoren, Wachse, Schmierstoffe, Trennmittel und weitere Hilfsstoffe zugefügt werden. Ein bevorzugter Stabilisator umfasst Ca-Zn und kann in einer Menge zwischen 1 und 3 Gew%, bevorzugt 2 Gew% der zu extrudierenden Mischung zugegeben werden. Als Wachse können PE-Wachse verwendet werden. Bevorzugt verwendete Trennmittels sind CPE-Trennmittel, die in einer Menge zwischen, 0,5 und 1,5 Gew%, bevorzugt 1 Gew% in der zu extrudierenden Mischung verwendet werden.
  • Die Abkürzung CPE steht für chlorinated polyethylene, ein Copolymer aus Ethylen und Vinylchlorid. Je nach Verhältnis der beiden Monomeren kann der Chlorgehalt, anders als beim PVC, im Polymer variieren. CPE wird u. a. als Mittel zur Erhöhung der Schlagzähigkeit verwendet.
  • Die Extrusion der Mischung erfolgt in einem Extruder unter Austragen eines plattenförmigen Stranges. Wie oben angeführt. wird die zu extrudierende Mischung aus PVC, CaCO3 bzw. Kalkstein und weiteren Zusätzen entweder vorab durch Vermischen der pulverförmigen Inhaltsstoffe, Aufschmelzen des PVC und Abkühlen, oder als fertiges Compound bereitgestellt.
  • Die zu extrudierende Mischung durchläuft anschließend einen mehrstufigen Extruder mit Zonen unterschiedlicher Temperatur, wobei eine teilweise Kühlung mit Wasser erfolgt. Das zu extrudierende Gemisch wird im Extruder unter Temperatur- und Scherkrafteinfluss zu einer "knetbaren" Masse elastifiziert. Aus dem Extruder wird ein plattenförmiger Strang (z.B. mit einer maximalen Breite von 1.400 mm) über eine Schlitzdüse auf eine Rollenbahn ausgetragen.
  • Im weiteren Prozess kann der Endlosstrang als solcher in einer Variante in die weiterverarbeitende Anlage zur Oberflächenveredelung aufgegeben werden. In einer anderen möglichen Variante kann der der Endlosstrang abgelängt werden. In diesem Fall wird der Endlosstrang in separate Halbformate geschnitten und die Halbformate als Kunststoffträgerplatte der Weiterverarbeitung zugeführt. (. Es ist auch möglich, die Halbformate als Quasi-Plattenstrang, d.h. Kante an Kante, in die weiterverarbeitende Anlage aufzugeben.
  • Die Kunststoffträgerplatte wird wie folgt oberflächenveredelt:
    In einer Ausführungsvariante kann die Oberfläche der Kunststoffträgerplatte vor dem Bedrucken zur Verbesserung der Haftung der nachfolgenden Schichten vorbehandelt werden. Dies kann eine Reinigung mit Bürsten, ein Anschliff, der die Oberfläche auch von Unebenheiten befreit, und/oder eine Plasma- oder Coronabehandlung sein.
  • Wie oben ausgeführt, wird in einem nächsten Schritt mindestens eine Grundierung auf die Kunststoffträgerplatte vor dem Bedrucken derselbigen aufgebracht. Diese Grundierung umfasst ein Hotmelt (oder Hotcoating) in Form eines Polyurethan-Hotmelts
  • Wird ein Primer zur Grundierung verwendet, beträgt die Menge des aufgetragenen flüssigen Primers vorliegend zwischen 1 und 30 g/m2, bevorzugt zwischen 5 und 20 g/m2, insbesondere bevorzugt zwischen 10 und 15 g/m2. Als Primer werden bevorzugt Verbindungen auf Polyurethanbasis verwendet.
  • Wie angeführt, ist es auch möglich anstelle oder zusätzlich zur Primerschicht vor dem Bedrucken ein Hotmelt (oder Hotcoating) z.B. in Form eines Polyurethan-Hotmelts auf die Oberfläche der Kunststoffträgerplatte oder auf die Primerschicht aufzubringen.
  • Sowohl Primer als auch Hotmelt können anorganische Farbpigmente enthalten und somit als weiße Grundierungsschicht für die anschließend aufzudruckende Dekorschicht dienen. Als Farbpigmente können weiße Pigmente wie Titandioxid TiO2 verwendet werden. Weitere Farbpigmente können Calciumcarbonat, Bariumsulfat oder Bariumcarbonat sein.
  • Es ist ebenfalls denkbar, dass die Grundierung aus mindestens einer, bevorzugt aus mindestens zwei oder mehreren nacheinander aufgetragenen Lagen bzw. Aufträgen besteht, wobei die Auftragsmenge zwischen den Lagen bzw. Aufträgen gleich oder verschieden ist, d.h. die Auftragsmenge einer jeden einzelnen Lagen kann variieren.
  • Die Grundierung kann unter Verwendung einer Walze auf die Oberfläche der Kunststoffträgerplatte aufgebracht werden.
  • Erfindungsgemäß wird auf die Grundierung ein Weißgrund mittels Digitaldruck auf die Kunststoffträgerplatte aufgebracht. Die für das digitale Drucken des Weißgrundes verwendeten Digitaldrucktinten basieren bevorzugt auf UV-Tinten, die mit weißen Farbpigmenten angereichert sind. Es ist aber auch möglich wasserbasierte Digitaldrucktinten oder so genannte Hybridtinten zu verwenden. Ein Auftrag mittels Digitaldruck ist vorteilhaft, da die Druckanlage deutlich kürzer ist als eine Walzvorrichtung und somit Platz, Energie und Kosten spart.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das mindestens eine Dekor mittels Digitaldruckverfahren auf die (oberflächenbehandelte und vorbeschichtete) Trägerplatte aufgebracht. Beim Digitaldruck wird das Druckbild direkt von einem Computer in eine Druckmaschine, wie zum Beispiel einen Laserdrucker oder Tintenstrahldrucker, übertragen. Dabei entfällt die Verwendung einer statischen Druckform. Der Dekordruck erfolgt nach dem Inkjet-Prinzip im Single-Pass bei dem die gesamte Breite der zu bedruckenden Oberseite überspannt wird, wobei die Platten unter dem Drucker hindurch bewegt werden. Es ist aber auch möglich, dass die zu bedruckende Trägerplatte unter dem Drucker angehalten wird und dieser die Oberfläche beim Drucken mindestens einmal überfährt.
  • Die Druckfarben sind in separaten Druckkopfreihen zusammen gefasst, wobei je Farbe eine oder zwei Reihen Druckköpfe vorgesehen sein können. Die Farben der Digitaldrucktinten sind beispielsweise schwarz, blau, rot, rötliches gelb, grünliches gelb, optional kann auch CMYK verwendet werden. Die Digitaldrucktinten basieren optional auf den gleichen Pigmenten, die für analogen und/oder digitalen Druck mit wasserbasierten Tinten verwendet werden. Die Digitaldrucktinten basieren bevorzugt auf UV-Tinten. Es ist aber auch möglich wasserbasierte Digitaldrucktinten oder so genannte Hybridtinten zu verwenden. Nach dem Drucken erfolgt eine Trocknung und/oder Bestrahlung des Dekordrucks.
  • Die Druckfarben werden in einer Menge zwischen 1 und 30 g/m2, bevorzugt zwischen 3 und 20 g/m2, insbesondere bevorzugt zwischen 3 und 10 g/m2 aufgebracht.
  • Wie oben erwähnt, wird auf die Dekorschicht eine erste Abdeckschicht aufgebracht. Diese erste Abdeckschicht wird auf die Dekorschicht als Flüssigauftrag aufgebracht und besteht aus einer Hotcoating- bzw. Hotmelt-Schicht. Die Verwendung einer ersten Abdeckschicht ist von Vorteil, da eine verbesserte Haftung der anschließend aufgestreuten Partikel und der später aufgebrachten Schichten erreicht wird.
  • Als Hotcoating bzw. Hotmelt (Schmelzklebstoff) wird ein Polyurethan-Hotmelt (bzw. Polyurethan-Schmelzklebstoff verwendet). Der PUR-Hotmelt wird bei einer Applikationstemperatur von ca. 150°C aufgetragen. Der Einsatz von Polyurethan als Hotmelt hat noch den weiteren Vorteil, dass eine Nachvernetzung mit der Oberfläche der Kunststoffträgerplatte erfolgt, wodurch eine besonders gute Haftung auf der Oberfläche bewirkt wird.
  • Die Auftragsmenge des Hotcoatings als erster Abdeckschicht liegt zwischen 20 und 50 g/m2, bevorzugt 30 und 40 g/m2.
  • Wie oben erwähnt, werden auf die mindestens eine auf der Dekorschicht aufgetragene erste Abdeckschicht abriebfeste Partikel aufgestreut. Der Vorteil des Aufstreuens der abriebfesten Partikel ist, dass Menge und Verteilung gezielt und schnell eingestellt werden können und ein schneller Wechsel an unterschiedliche Produktanforderungen möglich ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens werden als abriebfeste Partikel, Partikel aus Korund (Aluminiumoxide), Borcarbide, Siliziumdioxide, Siliziumcarbide verwendet. Besonders bevorzugt sind Korundpartikel. Dabei handelt es sich in bevorzugter Weise um Edelkorund (weiß) mit einer hohen Transparenz, damit die optische Wirkung des darunterliegenden Dekors so wenig wie möglich nachteilig beeinflusst wird. Korund weist eine ungleichmäßige Raumform auf.
  • Die Menge an aufgestreuten abriebfesten Partikeln beträgt 10 bis 50 g/m2, bevorzugt 10 bis 30 g/m2, insbesondere bevorzugt 15 bis 25 g/m2. Die Menge der aufgestreuten abriebfesten Partikel hängt von der zu erreichenden Abriebklasse und der Korngröße ab. So liegt die Menge an abriebfesten Partikeln im Falle der Abriebklasse AC3 im Bereich zwischen 10 bis 15 g/m2, in der Abriebklasse AC4 zwischen 15 bis 20 g/m2 und in der Abriebklasse AC5 zwischen 20 bis 25 g/m2 bei Verwendung der Körnung F220. Im vorliegenden Fall weisen die fertigen Platten bevorzugt die Abriebklasse AC4 auf. Wobei die Prüfung nach der DIN EN 16511 - Mai 2014 Verfahren A oder B "Paneele für schwimmende Verlegung - Halbstarre, mehrlagige, modulare Bodenbeläge (MMF) mit abriebbeständiger Decklage" erfolgt.
  • Es werden abriebfeste Partikel mit Körnungen in den Klassen F180 bis F240. Die Korngröße der Klasse F180 umfasst einen Bereich von 53 - 90 µm, F220 von 45-75 µm, F230 34-82 µm, F240 28-70 µm (FEPA Norm). In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden Korundpartikel der Klasse F220 verwendet,
  • Die abriebfesten Partikel dürfen nicht zu feinkörnig sein (Gefahr der Staubbildung), aber auch nicht zu grobkörnig sein. Die Größe der abriebfesten Partikel stellt somit ein Kompromiss dar.
  • In einer weitergehenden Ausführungsform können silanisierte Korundpartikel verwendet werden. Typische Silanisierungsmittel sind Aminosilane. Die Silanisierung der Korundpartikel ermöglicht eine verbesserte Haftung ("Andocken") der Korundpartikel auf den vorgelegten Schichten.
  • Wie oben erwähnt, wird auf die Lage von aufgestreuten abriebfesten Partikeln mindestens eine zweite Abdeckschicht aufgebracht. Erfindungsgemäß besteht die mindestens eine zweite Abdeckschicht ebenfalls aus einem Hotcoating bzw.Hotmelt, z.B. einem PU-Hotmelt. Diese zweite Abdeckschicht dient a) der Abdeckung des Dekors, b) als Strukturträger und c) sorgt mit dem aufgestreuten Korund für die Verschleißfestigkeit gegen Abrieb.
  • Die Menge des Hotcoatings, welches auf die Lage aus aufgestreuten abriebfesten Partikeln aufgebracht wird, variiert in Abhängigkeit insbesondere von der Menge der auf das Druckdekor aufgebrachten ersten Abdeckschicht. Die Menge des als zweite Abdeckschicht aufgetragenen Hotcoatings liegt in einem Bereich zwischen 20-50 g/m2, bevorzugt 30 - 40 g/m2.
  • Wie oben erwähnt, erfolgt in einem nächsten Schritt eine Strukturierung der zweiten Abdeckschicht. Die Strukturierung wird üblicherweise durch eine strukturierte Walze realisiert. Es ist aber auch möglich, alternativ oder zusätzlich einen Strukturgeber (z.B. Strukturgeberfolie, Strukturgeberpapier) mitzuführen.
  • Es ist auch möglich, dass die Struktur im Register parallel zu dem Dekor verläuft, so gennannte EIR-Struktur bzw. dekorsynchrone Struktur. Dazu werden Position und Geschwindigkeit zwischen der zu strukturierenden Trägerplatte und dem Strukturgeber (Walze und/oder Strukturgeberpapier) synchronisiert.
  • Auf die mindestens eine zweite, nunmehr strukturierte Abdeckschicht wird anschließend die mindestens eine Lackschicht aufgebracht, wobei die mindestens eine Lackschicht aus einem Decklack mit Nanopartikeln z.B. Nanopartikel aus Kieselsäure, besteht.
  • Die mindestens eine Lackschicht dient der Verbesserung der Kratzfestigkeit und ggfs. Einstellung des Glanzgrades. Die Lackschicht besteht aus einem Decklack mit Nanopartikeln z.B. aus Kieselsäure. Der Lack, bevorzugt ein PU-Lack, kann in einer Menge zwischen 40 und 60 g/m2, bevorzugt 50 g/m2 mittels weiterer Walzen aufgebracht werden.
  • Für den Decklack werden insbesondere strahlenhärtbare acrylathaltige Lacke verwendet. Typischerweise enthalten die verwendeten strahlenhärtbaren Lacke (Meth)acrylate, wie zum Beispiel Polyester(meth)acrylate, Polyether(meth)acrylate, Epoxy(meth)acrylate oder Urethan(meth)acrylate. Es ist auch denkbar, dass das verwendete Acrylat bzw. der acrylathaltige Lack substituierte oder unsubstituierte Monomere, Oligomere und/oder Polymere, insbesondere in Form von Acrylsäure-, Acrylether- und/oder Acrylsäureestermonomeren, -oligomeren oder -polymeren vorliegt. Von Bedeutung für das vorliegende Verfahren ist dabei die definitionsgemäße Präsenz eine Doppelbindung bzw. ungesättigten Gruppe im Acrylat-Molekül. Die Polyacrylate können auch weiterhin funktionalisiert vorliegen. Geeignete funktionelle Gruppen sind unter anderem Hydroxy-, Amino-, Epoxy- und/oder Carboxylgruppen. Die genannten Acrylate ermöglichen eine Vernetzung bzw. Aushärtung in Gegenwart von UV- bzw. Elektronenstrahlen (ESH).
  • Es ist auch möglich, die oben erwähnte Strukturierung (z.B. mittels eines Strukturgebers oder einer strukturierten Walze) erst im Decklack vorzunehmen; d.h. die Strukturierung wird erst nach Auftrag des abschließenden Decklacks durchgeführt. Es ist auch denkbar, dass im Falle eines Acrylatlackes als Decklack zusammen mit dem Strukturgeber bereits eine Aushärtung des Schichtaufbaus erfolgt, so dass die Aushärtung weitgehend unter Sauerstoffabschluss (d.h. inert) stattfindet, wodurch sich hohe Glanzgrade erzielen lassen.
  • Der Schichtaufbau wird abschließend getrocknet und ausgehärtet.
  • Die Strahlungshärtung erfolgt somit bevorzugt durch die Einwirkung von energiereicher Strahlung wie z.B. UV-Strahlung oder durch Bestrahlung mit energiereichen Elektronen. Als Strahlungsquellen dienen bevorzugterweise Laser, Hochdruckquecksilberdampflampen, Blitzlicht, Halogenlampen oder Excimerstrahler. Die üblicherweise zur Aushärtung bzw. Vernetzung ausreichende Strahlungsdosis liegt bei UV-Härtung im Bereich von 80-3000 mJ/cm2. Gegebenenfalls kann die Bestrahlung auch unter Ausschluss von Sauerstoff d.h. in einer Inertgas-Atmosphäre durchgeführt werden. Bei Anwesenheit von Sauerstoff bildet sich Ozon, wodurch die Oberfläche matt wird. Geeignete Inertgase sind unter anderem Stickstoff, Edelgase oder Kohlendioxid. Das vorliegende Verfahren wird bevorzugt unter einer StickstoffAtmosphäre durchgeführt.
  • Die oberflächenveredelten Paneelformat können längs und quer auf Fräsautomaten profiliert werden, jedoch separat, um die Fräsabfälle wiederverwerten zu können.
  • In einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird an zumindest zwei einander gegenüberliegenden Kanten des Paneels eine verriegelbare Nut-Feder-Verbindung eingebracht. Dies ermöglicht eine einfache und schnelle schwimmende Verlegung der Paneele. Derartige Nut-Feder-Verbindungen sind u.a. aus der EP 1 084 317 B1 bekannt.
  • Mit dem vorliegenden Verfahren ist somit die Herstellung eines abriebfesten und wasserfesten mehrschichtigen Paneels möglich, welches den folgenden Aufbau (von unten nach oben) aufweist:
    • mindestens eine PVC-Trägerplatte;
    • mindestens ein Hotcoating als Grundierung,
    • mindestens ein Weißgrund;
    • mindestens eine im Direktdruck auf die Grundierung aufgedruckte Dekorschicht,
    • mindestens ein auf der Dekorschicht vorgesehenes Hotcoating als erste Abdeckschicht;
    • mindestens eine Lage von abriebfesten Partikeln auf dem Hotcoating als erster Abdeckschicht;
    • mindestens ein auf der Lage aus abriebfesten Partikeln vorgesehenes zweites, ggfs. strukturiertes Hotcoating als zweite Abdeckschicht, und
    • mindestens eine auf dem Hotcoating als zweiter Abdeckschicht vorgesehene Lackschicht.
  • Die abriebfesten und wasserfesten Paneele weisen eine Rohdichte zwischen 1500 und 3000 kg/m3, bevorzugt 2000 und 2500 kg/m3 auf. Die Gesamtschichtdicke der Paneele liegt unter 6 mm, zwischen 3 und 5 mm, bevorzugt 3 und 4,5 mm.
  • In einer Ausführungsform ist zwischen Grundierung und der aufgedruckten Dekorschicht ein Weißgrund vorgesehen.
  • Wie oben bereits erwähnt, kann das vorliegende Paneel kann auch in der den Gesamtaufbau abschließenden Lackschicht eine Strukturierung aufweisen (es wird auf die obigen Ausführungen hierzu verwiesen).
  • Die Produktionslinie zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens umfasst folgende Elemente:
    • mindestens eine Auftragsvorrichtung zum Aufbringen von mindestens einer Grundierung umfassend mindestens einen Polyurethan-Schmelzklebstoff auf die mindestens eine PVC-Trägerplatte;
    • mindestens ein Digitaldrucker zum Aufbringen von mindestens einem Weißgrund auf die Grundierung;
    • mindestens ein Drucker zum Aufbringen von mindestens einer Dekorschicht ;
    • mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter dem Drucker vorgesehene Vorrichtung zum Aufbringen von mindestens einer ersten Abdeckschicht umfassend einen Polyurethan-Schmelzklebstoff auf die Dekorschicht;
    • mindestens eine Vorrichtung zum Aufstreuen einer vorbestimmten Menge an abriebfesten Partikeln; und
    • mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter Streuvorrichtung angeordnete Vorrichtung zum Aufbringen von mindestens einer zweiten Abdeckschicht umfassend einen Polyurethan-Schmelzklebstoff,
    • mindestens eine Strukturwalze zum Einbringen einer Struktur in die mindestens zweite Abdeckschicht; und
    • mindestens eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Lackschicht.
  • In einer Variante der vorliegenden Produktionslinie kann der Herstellungsprozess für die Kunststoffträgerplatte vorgeschaltet sein. Dieser Teilabschnitt umfasst mindestens eine Mischvorrichtung zum Vermischen der Ausgangsstoffe für die Kunststoffträgerplatte in Verarbeitungsrichtung. In der Mischvorrichtung werden der thermoplastische Kunststoff, insbesondere PVC, Kalkstein und weitere Zusätze miteinander vermischt. In einer weitergehenden Variante umfasst der Teilabschnitt der Produktionslinie mindestens einen in Verarbeitungsrichtung hinter der Mischvorrichtung angeordneten Zwischenbunker zur Lagerung der Mischung aus Kunststoff, Kalkstein und weiteren Zusätzen. An den Zwischenbunker schließt sich in Verarbeitungsrichtung ein Extruder an. Es ist auch möglich, auf die Mischvorrichtung und Zwischenbunker zu verzichten. In diesem Fall wird ein fertiges Compound aus den Ausgangsstoffen (z.B. in Form von Pellets) bereitgestellt und in den Extruder eingeführt.
  • Die Mischung (Pulver oder Compound) wird im Extruder elastifiziert und durch ein Profil zur Ausbildung eines Endlosstranges (SPC-Strang) gepresst, welcher abgelängt (d.h. auf ein gewünschtes Format geschnitten) wird und die vereinzelten Formate als Trägerplatten vor Weiterverarbeitung abgestapelt werden.
  • Zur Oberflächenbearbeitung werden die Trägerplatten vereinzelt und zunächst einer Vorbehandlung unterzogen, wie Anschliff, der die Oberfläche auch von Unebenheiten befreit, und/oder eine Plasma- oder Coronabehandlung. Die hierfür erforderlichen Vorrichtungen sind bekannt.
  • Wie oben erwähnt, wird ggfs. nach der Vorbehandlung eine Grundierung (z.B. Primer oder Hotmelt, ggfs. mit weißen Pigmenten angereichert) auf die Kunststoffträgerplatte aufgebracht. Die dafür verwendete Auftragsvorrichtung ist bevorzugt in Form eines Walzenaggregates ausgebildet.
  • Auf die Grundierung wird anschließend ein Weißgrund mittels eines Digitaldruckers aufgebracht werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird zum Aufdrucken der Dekorschicht ebenfalls ein Digitaldrucker verwendet.
  • Die mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter dem Drucker vorgesehene Vorrichtung zum Aufbringen von mindestens einer ersten Abdeckschicht auf die Dekorschicht ist bevorzugt in Form einer Walzenauftragsvorrichtung oder eines Sprühaggregates ausgebildet.
  • Die in der vorliegenden Produktionslinie vorgesehene Streuvorrichtung für die abriebfesten Partikel ist geeignet zum Streuen von Pulver, Granula, Fasern und umfasst ein oszillierendes Bürstensystem. Die Streuvorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem Vorratstrichter, einer sich drehenden, strukturierten Walze und einem Abstreifer. Dabei wird über die Drehgeschwindigkeit der Walze die Auftragsmenge an abriebfesten Material bestimmt. Die Streuvorrichtung umfasst bevorzugt eine Stachelwalze.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Produktionslinie ist zudem vorgesehen, dass die mindestens eine Streuvorrichtung von mindestens einer Kabine, die mit mindestens einem Mittel zum Entfernen von in der Kabine auftretenden Stäuben versehen ist, umgeben ist bzw. in dieser angeordnet ist. Das Mittel zum Entfernen der Stäube kann in Form einer Absaugvorrichtung oder auch als Vorrichtung zum Einblasen von Luft ausgebildet sein. Das Einblasen von Luft kann über Düsen erreicht werden, die am Plattenein- und auslauf installiert sind und Luft in die Kabine einblasen. Zusätzlich können diese verhindern, dass durch Luftbewegungen ein inhomogener Streuvorhang an abriebfesten Material entsteht.
  • Die Entfernung des Staubes aus abriebfesten Material aus der Umgebung der Streuvorrichtung ist vorteilhaft, da neben der offensichtlich gesundheitlichen Belastung für die an der Produktionslinie tätigen Arbeiter der Feinstaub aus abriebfesten Partikeln sich auch auf anderen Anlagenteilen der Produktionslinie ablegt und zu erhöhten Verschleiß der selbigen führt. Die Anordnung der Streuvorrichtung in einer Kabine dient daher nicht nur der Reduzierung der gesundheitlichen Staubbelastung der Umgebung der Produktionslinie, sondern beugt auch einem vorzeitigen Verschleiß vor.
  • Der Streuvorrichtung schließt sich in Verarbeitungsrichtung die Vorrichtung zum Aufbringen der mindestens einen zweiten Abdeckschicht, bevorzugt in Form eines Hotcoatings an, wobei diese ebenfalls als Walzenaggregat vorliegt.
  • Die abschließende Lackschicht wird ebenfalls unter Verwendung einer Walzenvorrichtung aufgebracht.
  • Eine Strukturwalze kann zwischen der Vorrichtung zum Aufbringen der elastischen Schicht (Hotcoating) und der Walzenvorrichtung zum Aufbringen der abschließenden Lackschicht und/oder im Anschluss an Letztere vorgesehen sein.
  • Den Auftragsvorrichtungen schließen sich in Verarbeitungsrichtung Vorrichtungen zum Aushärten des Schichtaufbaus an, wie Trockner und /oder Strahler.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung einer Produktionslinie eines mehrschichtigen Paneels gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die in Figur 1 schematisch dargestellte Produktionslinie umfasst einen ersten Teilabschnitt 1 zur Herstellung der Kunststoffträgerplatte und einen zweiten Teilabschnitt 2 zur Oberflächenbearbeitung der Kunststoffträgerplatte.
  • Teilabschnitt 1 umfasst zunächst einen Vorratsbehälter 10 für PVC-Pulver und einen Vorratsbehälter 11 für Kalkstein, die in der Mischvorrichtung 13 unter Zugabe von weiteren Hilfsstoffen 12 miteinander vermischt werden.
  • Diese pulverförmige Mischung aus PVC, Kalkstein (oder Kreide) und weiteren Zusätzen kann in einem Zwischenbunker 14 zwischengelagert werden. Der Zwischenbunker 14 ist in Verarbeitungsrichtung hinter der Mischvorrichtung angeordnet. An den Zwischenbunker 14 schließt sich in Verarbeitungsrichtung der Extruder 15 an.
  • Wie bereits diskutiert, kann auch direkt ein Compound aus den Einzelkomponenten in Pellet-Form als Ausgangskomponente für den Extruder 15 verwendet werden. In diesem Fall kann auf Vorratsbehälter 10, 11, 12, Mischvorrichtung 13, und Zwischenbunker 14 verzichtet werden.
  • Die Mischung (Pulver oder Compound) wird in die Extrudervorrichtung 15 zugeführt und durch ein Profil zur Ausbildung eines Endlosstranges (SPC-Strang) gepresst. Die Extrudervorrichtung 15 ist als mehrstufiger Extruder mit Zonen unterschiedlicher Temperatur ausgebildet, wobei eine teilweise Kühlung mit Wasser erfolgt. Aus dem Extruder wird ein plattenförmiger Strang (z.B. mit einer maximalen Breite von 1.400 mm) über eine Schlitzdüse auf eine Rollenbahn 16 ausgetragen, auf Format geschnitten und gestapelt.
  • Teilabschnitt 2 zur Oberflächenbearbeitung der Kunststoffträgerplatte beginnt mit einer Vereinzelung und Vorbehandlung der Trägerplatten, wie Anschliff und/oder eine Plasma- oder Coronabehandlung (nicht gezeigt).
  • In einem nächsten Schritt wird mindestens eine Grundierung, bevorzugt eines weißpigmentierten PUR-Hotmelt, auf die Oberfläche der Kunststoffträgerplatte unter Verwendung eines Walzenaggregats 20 aufgebracht.
  • Es schließt sich in der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform ein Digitaldrucker 21 zum Auftrag eines Weißgrundes an, gefolgt von einem oder mehreren Digitaldruckern 22 zum Aufdrucken der Dekorschicht. Der Dekordruck erfolgt nach dem Inkjet-Prinzip im Single-Pass bei dem die gesamte Breite der zu bedruckenden Oberseite überspannt wird, wobei die Platten unter dem Drucker hindurch bewegt werden
  • Die mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter dem Drucker 22 vorgesehene Vorrichtung zum Aufbringen eines Hotcoatings (PUR-Hotmelt) als erster Abdeckschicht auf die Dekorschicht ist als Walzenauftragsvorrichtung 23 ausgebildet.
  • Nach der Walzenauftragsvorrichtung 23 für die erste Abdeckschicht ist eine erste Streuvorrichtung 24 zum gleichmäßigen Aufstreuen des abriebfesten Materials wie z.B. Korund auf der Oberseite der Kunststoffträgerplatte vorgesehen. Als abriebfestes Material wird der Korund F220 eingesetzt, welches nach FEPA-Norm etwa 45-75 µm im Durchmesser misst.
  • Die Streuvorrichtung 24 besteht im Wesentlichen aus einem Vorratstrichter, einer sich drehenden, strukturierten Stachelwalze und einem Abstreifer. Dabei wird über die Drehgeschwindigkeit der Streuwalze, die Auftragsmenge des Materials bestimmt. Auf die Platte wird je nach geforderter Abriebklasse des Produktes zwischen 12-25g/m2 Korund aufgestreut (AC4 (nach DIN EN 16511) = 20 g/m2). Von der Stachelwalze aus fällt der Korund in einem Abstand von 5 cm auf die mit der Dekorfolie versehene Platte.
  • Der Streuvorrichtung 24 schließt sich in Verarbeitungsrichtung die Vorrichtung 25 zum Aufbringen eines Hotcoatings als zweiter Abdeckschicht an. Als Hotcoating wird auch hier ein PUR-Hotmelt verwendet.
  • Die abschließende Lackschicht wird ebenfalls unter Verwendung einer Walzenvorrichtung 27 aufgebracht.
  • Eine Strukturwalze 26 ist zwischen der Vorrichtung 25 zum Aufbringen der zweiten Abdeckschicht und der Walzenvorrichtung 27 zum Aufbringen der abschließenden Lackschicht vorgesehen.
  • Den Auftragsvorrichtungen schließen sich in Verarbeitungsrichtung Vorrichtungen zum Aushärten des Schichtaufbaus an, wie Trockner und /oder Strahler (nicht gezeigt). Zur weiteren Konfektionierung sind geeignete Kühlungsvorrichtungen und Schneidvorrichtung vorgesehen (nicht gezeigt).

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung eines abrieb- und wasserfesten mehrschichtigen Paneels, insbesondere eines abrieb- und wasserfesten Fußbodenpaneels, umfassend die Schritte:
    - Bereitstellen von mindestens einer PVC-Trägerplatte;
    - Aufbringen von mindestens einer Grundierung umfassend mindestens einen Polyurethan-Schmelzklebstoff auf die Oberfläche der PVC-Trägerplatte;
    - Aufbringen von mindestens einem Weißgrund auf die Grundierung;
    - Bedrucken der PVC-Trägerplatte im Direktdruck unter Ausbildung einer Dekorschicht;
    - Aufbringen von mindestens einer ersten Abdeckschicht umfassend einen Polyurethan-Schmelzklebstoff auf die aufgedruckte Dekorschicht; wobei die Menge des Polyurethan-Schmelzklebstoffes als erster Abdeckschicht zwischen 20 und 50 g/m2, bevorzugt 30 und 40 g/m2 beträgt;
    - gleichmäßiges Aufstreuen von abriebfesten Partikeln auf die mindestens eine auf der Dekorschicht aufgetragene Deckschicht;
    - Aufbringen von mindestens einer zweiten Abdeckschicht umfassend einen Polyurethan-Schmelzklebstoff auf die Lage von aufgestreuten abriebfesten Partikeln; wobei die Menge des Polyurethan-Schmelzklebstoffes als zweiter Abdeckschicht in Abhängigkeit von der Menge der auf das Druckdekor aufgebrachten ersten Abdeckschicht variiert und zwischen 20 und 50 g/m2, bevorzugt 30 und 40 g/m2beträgt;
    - Einbringen einer Struktur in die mindestens zweite Abdeckschicht;
    - Aufbringen von mindestens einer Lackschicht; und
    - Aushärten des Schichtaufbaus,
    wobei der Polyurethan-Schmelzklebstoff bei einer Applikationstemperatur von ca. 150°C aufgetragen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der PVC-Trägerplatte vor dem Bedrucken zur Verbesserung der Haftung der nachfolgenden Schichten vorbehandelt wird, bevorzugt mittels eines Anschliffs.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vor dem Bedrucken auf die Oberfläche der PVC-Trägerplatte aufzubringende Grundierung mindestens eine Primerschicht umfasst.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Weißgrund mittels Digitaldruck auf die Grundierung aufgebracht wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Dekorschicht im Digitaldruck aufgebracht wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als abriebfeste Partikel Partikel aus Korund (Aluminiumoxide), Borcarbide, Siliziumdioxide, Siliziumcarbide verwendet werden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lackschicht aus einem UV-Decklack besteht.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den mindestens einen Decklack eine Struktur eingebracht wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest zwei einander gegenüberliegenden Kanten des Paneels eine verriegelbare Nut-Feder-Verbindung eingebracht wird.
  10. Produktionslinie zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-9 umfassend
    - mindestens eine Auftragsvorrichtung zum Aufbringen von mindestens einer Grundierung umfassend mindestens einen Polyurethan-Schmelzklebstoff auf die mindestens eine PVC-Trägerplatte;
    - mindestens ein Digitaldrucker zum Aufbringen von mindestens einem Weißgrund auf die Grundierung;
    - mindestens ein Drucker zum Aufbringen von mindestens einer Dekorschicht;
    - mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter dem Drucker vorgesehene Vorrichtung zum Aufbringen von mindestens einer ersten Abdeckschicht umfassend einen Polyurethan-Schmelzklebstoff auf die Dekorschicht;
    - mindestens eine Vorrichtung zum Aufstreuen einer vorbestimmten Menge an abriebfesten Partikeln; und
    - mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter Streuvorrichtung angeordnete Vorrichtung zum Aufbringen von mindestens einer zweiten Abdeckschicht umfassend einen Polyurethan-Schmelzklebstoff,
    - mindestens eine Strukturwalze zum Einbringen einer Struktur in die mindestens zweite Abdeckschicht; und
    - mindestens eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Lackschicht.
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