WO2006074754A1 - Bahnförmige beschichtungsfolie - Google Patents

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Heinz Haller
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Definitions

  • the present invention relates to a sheet-like, for application to a carrier, such as a floor, door or furniture outer surface, formed coating film, which is suitable for overcoating with a radiation-curing paint for producing a scratch-resistant surface coating.
  • Decorative coating films for example in the form of so-called finish films, are generally known from the prior art; For example, they are used to make 15 pieces of furniture and, exceptionally, to make laminate flooring.
  • the corundum is contained either in a (otherwise filler-free) paper support, which is then impregnated with MeIamin-formaldehyde resin, or suitable papers are impregnated with corundum-containing resins (see, for example, DE 195 08 797 C1). After pressing on the resin
  • a coating process with a topcoat wherein a coating thus produced should have outstanding properties in terms of abrasion resistance.
  • an aqueous-applied mass used for the base layer which has resins which are radiation-curable (in the context of the present invention, the term "radiation-curing” is to be understood as meaning that resin which crosslinks with the aid of electron beams - and curable - ESH - or by irradiation with UV light, here if necessary. Photoinitiators are added), physically drying, but not thermally curing.
  • such a binder system as a base layer advantageously ensures that the fillers (for example corundum) which bring about the abrasion resistance can be held with a high binding effect, but at the same time such a coating is additionally suitable for the extremely adhesive application of a coating Topcoat (topcoat), whereby a radiation crosslinking made possible thereby by two layers (base layer and additional cover layer) ensures good adhesion. Furthermore, the topcoat, which is advantageously used in addition, allows the corundum layer to be completely covered.
  • the base layer used according to the invention is distinguished by high transparency, so that the decorative patterning formed on the underlying carrier layer of paper or plastic (eg an imprint) remains visible in high image quality after completion of the coating.
  • inorganic fillers in particular corundum particles having a granularity of 5 to 70 ⁇ m, are used in order to create the prerequisite for a later, highly abrasion-resistant layer arrangement in conjunction with a suitable cover layer.
  • the present invention advantageously achieves the base material (semifinished product) for a coating which is suitable for further production steps: not only does it have (compared to the products known from the prior art) significantly increased flexibility properties (so that also problematic laminating tasks, such as the cladding of moldings or furniture parts, can be realized without problems and without breaks or cracks), the invention is also
  • the process product according to the invention is extraordinarily flat and does not have a detrimental effect on the entry or exit. Roll up. Not least for this reason, it offers further development according to the invention, the coating film of the invention (before a further development according to the application of a cover layer) back with a suitable seal or. Hot glue layer to be provided so that it can then, for example by ironing or the like, easily on a desired lamination carrier (eg., To be coated wood panel) can be applied.
  • a desired lamination carrier eg., To be coated wood panel
  • a coating on the basis of the present invention either significantly improves the abrasion properties, or gives products with comparable abrasion properties a significantly greater layer thickness (with the associated disadvantages of the invention) Brittleness and lack of suitability for coatings requiring flexibility) would be expected to be opened up by the present invention, the abrasion-resistant coating completely new applications and applications.
  • the abrasion-resistant coating completely new applications and applications.
  • FIG. 1 shows the schematic layer structure of the decorative coating film according to a first preferred embodiment of the present invention with additionally not shown.
  • the in Fig. 1 shown web-shaped carrier has a typically 35 to 90 microns thick layer of printed paper as a carrier layer 10.
  • the printing is applied directly to the paper layer 10.
  • a base layer 12 is formed. While the base layer 12 is formulated for maximum abrasion resistance and has abrasive, inorganic fillers (in particular Al 2 O 3 and SiO 2 ), a cover layer to be applied later (in particular after the carrier and base layer has been laminated to a suitable surface) including the sealing of the base layer and determines the other surface properties, in particular gloss, haptics and surface structure.
  • the base layer applied with otherwise known Be Anlagenungsag- gregaten as a roller application, by slot or Koma doctor blade with a typical layer thickness between about 10 and 100 microns, aqueous radiation-curing resins between 22% and 95% (in the example: 40%) and inorganic fillers in the form of the above-mentioned abrasive substances and additionally color pigments (for example TiO 2 ) in the possible range between 10% and 70%, in the exemplary embodiment approx. 60%.
  • a typical formulation for the preparation of the coating material for the base layer 12 could be realized as follows:
  • the dried arrangement (but without a cover layer as shown in FIG. 1) and in uncrosslinked state of the base layer 12 would now be suitably rolled up and thus ready for further processing, for example by laminating and subsequent application of a cover layer.
  • the cover layer can then consist of a radiation-curing binder, which can either be completely solvent-free or of a radiation-curing, aqueous dispersion.
  • Suitable resins for the cover layer are polyester acrylates, epoxy acrylates or urethane acrylates, which may be modified by so-called nanoparticles in order to improve the scratch resistance in their molecular structure.
  • a typical radiation-curable resin product for the realization of the cover layer is z. B. Ebecryl 1016.
  • the application is again carried out by known coating options, such as roller, slot nozzle or doctor blade application, wherein the application takes place after a lamination, in a separate step, offline and in particular in a separate coating plant.
  • the subsequent curing of the cover layer by irradiation additionally causes the curing of the radiation-curable components of the base layer, wherein in the case of curing with UV radiation suitable photoinitiators are added to the radiation-curable components.
  • the film arrangement produced on the basis of the inventive coating film as semifinished product is characterized by very high abrasion resistance, in turn of 1,500 revolutions, usually on the other hand of 2,500 U (method S42 according to standard EN 13329).

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine bahnförmige, zum Aufbringen auf einen Träger, insbesondere Fußboden-, Tür- oder Möbelaußenfläche, ausgebildete, dekorative und in einem aufgerollten oder aufrollbaren Zustand vorliegende Beschichtungsfolie mit einer dekorativ bedruckten Trägerschicht (10) aus Papier und/oder Kunststoff und einer auf der Trägerschicht aus einem wässrigen Auftrag gebildeten, ein strahlenhärtendes, jedoch bevorzugt kein thermisch härtendes Harz in unvernetztem Zustand sowie einen abrasiven, bevorzugt anorganischen Füllstoff aufweisenden, getrockneten Basisschicht (12).

Description

BESCHREIBUNG
Bahnförmige Beschichtungsfolie
Die vorliegende Erfindung betrifft eine bahnförmige, zum Aufbringen auf einen Träger, etwa eine Fußboden- , Tür- oder Möbelaußenfläche, ausgebildete Beschichtungsfolie, die zum Überlackieren mit einem strahlenhärtenden Lack zum Herstellt) len einer kratzfesten Oberflächenbeschichtung geeignet ist .
Aus dem Stand der Technik sind dekorative Beschichtungsfo- lien, etwa in Form von sogenannten Finish-Folien, allgemein bekannt; sie werden da beispielsweise zum Herstellen von 15 Möbeln verwendet und ausnahmsweise zur Herstellung von Laminatfußböden .
Insbesondere in diesem Einsatzgebiet bzw . für die Beschich- tung von anderen, stark beanspruchten Flächen wie etwa im
20 Küchen- oder industriellen Produktionsbereich kommt es besonders auf die Abriebfestigkeit einer mit einer Beschichtungsfolie erzeugten Beschichtung an . Aus dem Stand der Technik sind dabei Vorgehensweisen bekannt , bei welchen für Laminatfußböden korundhaltige, duroplastische Harze verwen-
25 det werden; der Korund ist entweder in einem (ansonsten füllstofffreien) Papierträger enthalten, der dann mit MeIa- min-Formaldehyd-Harz getränkt wird, oder geeignete Papiere werden mit korundhaltigen Harzen imprägniert ( siehe hierzu etwa die DE 195 08 797 Cl ) . Nach dem Aufpressen der Harz-
30 filme mit einem darunter liegenden, ebenfalls mit Harz imprägnierten (und typischerweise bedruckten) Papier auf eine Trägerplatte erhält man einen dekorativen Werkstoff mit abriebfester, duroplastischer Beschichtung .
35 Eine alternative Vorgehensweise zum Herstellen von abriebfesten Beschichtungen ist in der DE 42 19 446 offenbart : In strahlenhärtende Bindemittel werden Füllstoffe (meist Korund) eingebracht, wobei die Bindemittel dann flüssig auf einen Träger aufgebracht werden . Nach einer Vernetzung durch Bestrahlung mittels UV- bzw . Elektronenstrahlen werden die Korundpartikel fest in das vernetzte Bindemittel eingebunden, so dass die gewünschte Beschichtung mit hoher Abriebfestigkeit entsteht .
Allerdings eignen sich die beiden vorbeschriebenen Vorgehens weisen aus dem Stand der Technik nur bedingt und unter bestimmten Voraussetzungen für die Herstellung von beliebig kaschierfähigen und ummantelungsfähigen (d . h . hoch flexiblen) folienartigen Beschichtungen . Beschichtungen mit duroplastischen und strahlenvernetzten Bindemitteln sind nämlich insbesondere bei größeren Schichtdicken und hoher Vernetzungsdichte sehr spröde . Zudem sind die auf die vorste- hend beschriebene Weise hergestellten Beschichtungen, sofern sie in Folienform vorliegen, nicht plan, sondern neigen unerwünscht zu starkem Einrollen ( Schüsseln) , so dass eine spätere Weiterverarbeitung deutlich erschwert ist .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine dekorative Beschichtungsfolie als Ausgangsmaterial (Halbzeug) für einen nachfolgenden Lackier- bzw . Beschichtungsprozess mit einer Deckschicht (Topcoat) zu schaffen, wobei eine so erzeugte Beschichtung herausragende Eigenschaften im Hin- blick auf Abriebfestigkeit aufweisen soll .
Die Aufgabe wird durch die Beschichtungsfolie mit dem Merkmal des Hauptanspruchs gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben .
In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise wird Gebrauch gemacht von einer für die Basisschicht verwendeten, wässrig aufgetragenen Masse, welche Harze aufweist, die strahlenhärtend ( strahlenhärtbar) sind (im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll als „strahlenhärtend" solches Harz verstanden werden, welches mit Hilfe von Elektronenstrahlen vernetz- und härtbar ist — ESH — oder durch Bestrahlung mit UV-Licht, wobei hier ggf . Photoinitiatoren zuzugeben sind) , physikalisch trocknen, j edoch nicht thermisch aushärten .
Ein derartiges Bindemittelsystem als Basisschicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung sorgt vorteilhaft zum einen dafür, dass die die Abriebfestigkeit bewirkenden Füllstoffe ( z . B . Korund) mit hoher Bindewirkung gehalten werden können, gleichzeitig eignet sich eine solche Beschichtung j edoch zusätzlich zum äußerst haftfähigen Auftragen einer Deckschicht ( Decklack) , wobei eine dadurch ermöglichte Strahlenvernetzung durch zwei Schichten (Basisschicht und zusätzliche Deckschicht ) für eine gute Haftung sorgt . Ferner ermöglicht der vorteilhaft zusätzlich einzusetzende Decklack, dass die Korundschicht vollständig abgedeckt ist .
Schließlich zeichnet sich die erfindungsgemäß eingesetzte Basisschicht durch hohe Transparenz aus , so dass die auf der unterliegenden Trägerschicht aus Papier oder Kunststoff gebildete dekorative Bemusterung ( z . B . ein Aufdruck) in hoher Bildqualität nach Fertigstellung der Beschichtung sichtbar bleibt .
Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden (mittlere bis grobe) anorganische Füllstoffe, insbe- sondere Korundpartikel einer Körnigkeit von 5 bis 70 μm eingesetzt, um die Voraussetzung für eine spätere, hochgradig abriebfeste Schichtanordnung in Verbindung mit einer geeigneten Deckschicht zu schaffen .
Durch die vorliegende Erfindung wird in vorteilhafter Weise das Basismaterial (Halbzeug) für eine Beschichtung erreicht , welche sich günstig für weitere Herstellungsschritte eignet : Nicht nur weist diese (gerade gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Produkten) deutlich erhöhte Flexibilitätseigenschaften auf ( so dass auch problematische Kaschieraufgaben, wie etwa die Ummantelung von Profilleisten oder Möbelteilen, problemlos und ohne Brüche bzw . Risse realisiert werden können) , auch ist das erfin- dungsgemäße Verfahrensprodukt außerordentlich plan und neigt nicht zum nachteiligen Ein- bzw . Aufrollen . Nicht zuletzt aus diesem Grunde bietet es sich weiterbildungsgemäß auch an, die erfindungsgemäße Beschichtungsfolie (vor einem weiterbildungsgemäßen Auftragen einer Deckschicht) rückseitig mit einer geeigneten Siegel- bzw . Heißklebeschicht zu versehen, so dass diese dann, etwa durch Bügeln oder dergleichen, problemlos auf einem gewünschten Kaschierungs- träger ( z . B . einer zu beschichtenden Holzplatte) aufge- bracht werden kann .
Da zudem, im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten abriebfesten Oberflächen, durch eine Beschichtung auf der Basis der vorliegenden Erfindung entweder die Abriebei- genschaften deutlich verbessert sind, oder aber Produkte mit vergleichbaren Abriebeigenschaften eine deutlich größere Schichtdicke (mit den damit verbundenen Nachteilen der Sprödigkeit und fehlenden Eignung für Flexibilität erfordernde Beschichtungen) aufweisen würde, steht zu erwarten, dass durch die vorliegende Erfindung der abriebfesten Beschichtung völlig neue Einsatz- und Anwendungsgebiete erschlossen werden . In diesem Zusammenhang ist dann festzustellen, dass , nicht zuletzt aufgrund der durch die relativ dünnen Schichten realisierten Materialersparnisse, Kosten- reduzierungen in den Herstellungskosten möglich sind, welche die Größenordnung von 20% erreichen .
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der einzigen Zeichnung; diese zeigt in
Fig . 1 den schematischen Schichtaufbau der dekorativen Beschichtungsfolie gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit zusätzlich nach einem nicht gezeigten
Kaschieren aufgebrachter Deckschicht .
Der in der Fig . 1 gezeigte bahnförmige Träger weist eine typischerweise 35 bis 90 Mikrometer dicke Lage aus bedrucktem Papier als Trägerschicht 10 auf . Die Bedruckung ist unmittelbar auf der Papierschicht 10 aufgebracht . Darauf ist eine Basisschicht 12 gebildet . Während die Basisschicht 12 zum Erreichen einer maximalen Abriebfestigkeit formuliert ist und abrasive , anorganische Füllstoffe (insbesondere AI2O3 sowie SiO2) aufweist, dient eine später (insbesondere nach einem Aufkaschieren der Anordnung aus Träger- und Basisschicht auf eine geeignete Oberfläche ) aufzubringende Deckschicht unter anderem der Versiegelung der Basisschicht und bestimmt die weiteren Oberflächeneigenschaften, insbesondere Glanzgrad, Haptik und Oberflächenstruktur .
Die Basisschicht, mit ansonsten bekannten Beschichtungsag- gregaten als Walzenauftrag, mittels Schlitzdüse oder Koma- Rakel mit einer typischen Schichtdicke zwischen etwa 10 und 100 Mikrometern aufgetragen, weist wässrige strahlenhärtende Harze zwischen 22% und 95% (im Beispiel : 40% ) sowie anorganische Füllstoffe in Form der oben angegebenen abra- siven Stoffe sowie zusätzlich Farbpigmente ( z . B . TiO2) im möglichen Bereich zwischen 10% und 70% , im Ausführungsbeispiel ca . 60% . Eine typische Rezeptur zur Herstellung des Beschichtungsma- terials für die Basisschicht 12 könnte etwa wie folgt realisiert werden :
- 60 Teile wässriges strahlenhärtendes Harz ( IRR 395 , 40%ig) 40 Teile Füllstoff ( Plakor 30 ) .
Zur Realisierung der Erfindung als Halbzeug würde nunmehr die getrocknete Anordnung ( allerdings ohne Deckschicht wie in Fig . 1 gezeigt ) und in unvernetztem Zustand der Basisschicht 12 geeignet aufgerollt werden und so zur Weiterbearbeitung bereitstehen, etwa durch Aufkaschieren und späteres Aufbringen einer Deckschicht .
In der Weiterverarbeitung des erfindungsgemäß hergestellten Produktes kann dann die Deckschicht aus einem strahlenhärtenden Bindemittel, das entweder vollständig lösungsmittelfrei sein kann, oder aus einer strahlenhärtenden, wässrigen Dispersion bestehen . Geeignete Harze für die Deckschicht sind Polyesteracrylate, Epoxyacrylate oder Urethanacrylate, wobei diese zur Verbesserung der Kratzfestigkeit in ihrer molekularen Struktur durch sogenannte Nanopartikel modifiziert sein können .
Ein typisches strahlenhärtbares Harzprodukt zur Realisierung der Deckschicht ist z . B . Ebecryl 1016. Der Auftrag erfolgt wiederum durch bekannte Beschichtungsmöglichkeiten, etwa Walzen-, Schlitzdüsen- oder Rakelauftrag, wobei das Auftragen nach einem Aufkaschieren, in einem gesonderten Schritt, offline und insbesondere in einer separaten Be- schichtungsanlage erfolgt . Das darauffolgende Härten der Deckschicht durch Bestrahlung (UV- bzw . Elektronenstrahlen) bewirkt zusätzlich das Aushärten der strahlenhärtbaren Kom- ponenten der Basisschicht , wobei im Fall der Härtung mit UV-Strahlung geeignete Photoinitiatoren den strahlenhärtbaren Komponenten zugesetzt sind . Die so erzeugte Folienanordnung auf der Basis der erfin- dungsgemäßen Beschichtungsfolie als Halbzeug zeichnet sich durch sehr hohe Abriebfestigkeit, j enseits von 1.500 Umdrehungen, üblicherweise j enseits von 2.500 U (Methode S42 entsprechend Norm EN 13329 ) aus .

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Bahnförmige , zum Aufbringen auf einen Träger, insbe- sondere Fußboden- , Tür- oder Möbelaußenfläche, ausgebildete, dekorative und in einem aufgerollten oder aufrollbaren Zustand vorliegende Beschichtungsfolie mit einer dekorativ bedruckten Trägerschicht ( 10 ) aus Papier und/oder Kunststoff und einer auf der Trägerschicht aus einem wässrigen Auftrag gebildeten, . ein strahlenhärtendes , j edoch bevorzugt kein thermisch härtendes Harz in unver- netztem Zustand sowie einen abrasiven, bevorzugt anorganischen Füllstoff aufweisenden, getrockneten Basisschicht ( 12 ) .
2. Beschichtungsfolie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die flüssig oder pastös aufgetragene Basisschicht ( 12 ) in einer Schichtdicke zwischen 10 und 100 μm wässrig aufgetragen wurde und/oder in einer solchen Schichtdicke aufgetragen wurde, dass die Basisschicht im getrockneten Zustand eine Dicke zwischen 20 und 70 μm aufweist .
3. Beschichtungsfolie nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die strahlenhärtenden Harze der Basisschicht ein wässriges Gemisch aus großmolekularen und kleinmolekularen Präpolymeren sind, wobei be- vorzugt die Partikelgröße der abrasiven Füllstoffe an eine Schichtdicke der Basisschicht ( 12 ) angepasst ist .
4. Beschichtungsfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht eine trockene Bahn ist, die aus der Gruppe bestehend aus vorimprägniertem Papier mit thermischem oder strah- lenvernetzbarem Bindemittel , Kunststofffolie, Holz- furnier, Faserstoffbahn und/oder flexiblem Paneelensubstrat, ausgewählt wurde .
5. Beschichtungsfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht so getrocknet ist, dass die mit der Trägerschicht verbundene Basisschicht eine Restfeuchte von unter 1 % aufweist und/oder die mit der Basisschicht beschichtete Trägerschicht klebfrei und wickelfähig vorliegt .
6. Beschichtungsfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , gekennzeichnet durch einen thermisch reaktiven Kleber auf der der Basisschicht entgegengesetzten Seite der Trägerschicht, wobei der Kleber ein Auftragsgewicht im Bereich zwischen 10 und 20 gr . /m2, bevorzugt 15 bis 20 gr . /m2, aufweist und/oder der Kleber eine Reaktionstemperatur < 16O 0C, bevorzugt < 100 °C, aufweist .
7. Beschichtungsfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht zum Überlackieren mit einem mittels ionisierender Strahlen zusammen mit der Basisschicht vernetzbaren strahlenhärtenden Lack, insbesondere UV- oder ESH-Lack, ausgebildet ist .
8. Beschichtungsfolie nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , dass der Basisschicht Photoinitiatoren zugesetzt sind .
9. Beschichtungsfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , dadurch gekennzeichnet, dass der abrasive Füllstoff Korund und/oder Quarzmehl aufweist, insbesondere eine Körnung im Bereich zwischen 5 μm und 70 μna mittlere Korngröße .
10. Beschichtungsfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsfolie zum Aufkaschieren auf plattenförmige Holz- und/oder Kunststoffwerkstoffe ausgebildet ist .
11. Beschichtungsfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsfolie zum Herstellen von Fußböden, insbesondere flexiblen Fußbodenelementen, Arbeitsplatten, Türen, Fensterbän- ken, Möbeln, Oberflächen von Küchen oder von industriellen oder Labor-Umgebungen ausgebildet ist .
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