Verfahren zum beidseitigen Beschichten eines Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoff- Formteils

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur beidseitigen Beschichtung eines Holzwerkstoffoder Gipswerkstoff-Formteils mit einer Kunststoff-Folie, dadurch gekennzeichnet, dass

a) das Formteil in einer Kapsel zwischen den aufzutragenden Kunststoff-Folien in einem Abstandsverhältnis angeordnet und befestigt wird, sodass 3 Kammern A,

B und C entstehen: Kammer A zwischen den beiden Kunststoff-Folien, in deren Mitte das Formteil positioniert ist und zwei Kammern (B und C) jeweils zwischen Kunststoff-Folie und Kapselwand, b) die Luft aus den Kammern A , B und C evakuiert wird, c) die Folien erwärmt werden, d) die Kammern B und C mit Außenluft auf Atmosphärendruck entspannt werden und e) die Folien dadurch auf entgegen gesetzte Flächen des Formteils gepresst werden, während zwischen den Folien in Kammer A ein Vakuum aufrechterhalten wird.

Zur nachträglichen Oberflächenbehandlung von Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoff- Formteilen sind im Stand der Technik bisher lediglich einseitige Beschichtungsverfah- ren beschrieben. Ist eine mehrseitige Beschichtung gewünscht, so muss der Vorgang mehrfach wiederholt werden. Eine vollständige Ummantelung der Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoff-Formteile lässt sich mit den literaturbekannten Verfahren nur umständlich bewerkstelligen.

Form und Oberfläche kann bei Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoff-Formteilen nachträg- lieh nur aufwendig verändert werden. Dies trifft insbesondere bei Formteilen zu, die eine strukturierte dreidimensionale Oberfläche aufweisen. Gerade Aussehen und Eigenschaften - wie beispielsweise Haptik oder die Pflegeleichtigkeit - der Holzwerkstoffoder Gipswerkstoff-Formteile lassen häufig zu wünschen übrig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war daher, ein Verfahren zu finden, dass eine einfache und nachträgliche Oberflächengestaltung der Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoffformteile zulässt.

überraschenderweise wurde nun gefunden, dass das eingangs genannte Verfahren sich hervorragend eignet, um eine nachträgliche Oberflächengestaltung bei Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoff-Formteilen durchzuführen.

Ein vergleichbares Verfahren zur Beschichtung von Türen ist bereits aus WO 01/032400 bekannt. Allerdings ist WO 01/032400 nicht zu entnehmen, ob und auf weiche Art und Weise Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoffformkörper mit diesem Verfahren beschichtet werden können.

Auf das in WO 01/032400 beschriebene Verfahren wird hier ausdrücklich Bezug genommen. Insbesondere werden auf die folgenden Verfahrens- und Vorrichtungsmerkmale der WO 01/032400 explizit hingewiesen, die einzeln oder vorzugsweise in Kombination eingesetzt werden:

• Infrarot-Heizung, wodurch die Kunststofffolie vor dem Aufpressen -vorzugsweise über den Erweichungspunkt - erwärmt wird. Eine Blasenbildung, ein Reißen der Folie oder Weißbruch der Folie an den Kanten wird somit vermieden;

• Getrennte Kammern zwischen Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoffformteil und Folie (Kammer A), sowie zwischen Folie und Kapselwand (Kammer B). Vorteilhaft werden die Kammern A und B gleichzeitig oder vorzugsweise nacheinander mit einem Vakuum beaufschlagt. Dadurch wird ein Verknicken der Folie, bzw. ein vorzeitiger Kontakt der Folie mit dem Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoffformteil verhindert. Durch Entspannen des Vakuums in Kammer B auf Atmosphären- druck wird die Folie auf das Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoffformteil gepresst, während das Vakuum in Kammer A noch aufrechterhalten wird;

• Gleichzeitige Beschichtung des Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoffformteils mit Folie auf gegenüberliegenden Seiten - beispielsweise kann dies erreicht werden, indem das Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoffformteil in einem Rahmen aus Holz, Metall oder Kunststoff verankert und in der Mitte der Beschichtungskammer zentriert durch eine Halterung an den Kopfenden des Rahmens gehalten wird. Unterhalb des Faserzement- oder Betonformteils wird eine weitere Folie eingebracht, wodurch eine dritte Kammer C zwischen dieser Folie und der unteren Kapselwand entsteht. Dann werden alle drei Kammern wie bereits weiter oben beschrieben mit einem Vakuum beaufschlagt und das Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoffformteil nach Erhitzen der Folie durch öffnen der Kammern A und C entsprechend beidseitig beschichtet.

• Beschichten der Kunststofffolie oder vorzugsweise des Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoffformteils mit einem Klebstoff, der die dauerhafte Haftung der Folie auf dem Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoffformteil ermöglicht.

Der Klebstoff kann sowohl auf Basis einer wässrigen, VOC-freien PU-Basis beruhen, oder auf einem sprühfähigen (PU)Hotmelt, der mit einer speziellen Applikationspistole aufgetragen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur beidseitigen Beschichtung eines Holzwerkstoffoder Gipswerkstoff-Formteils mit einer Kunststoff-Folie ist dadurch gekennzeichnet, dass

a) das Formteil in einer Kapsel zwischen Folien in einem Abstandsverhältnis angeordnet und befestigt wird, b) die Luft aus der Kapsel evakuiert wird und c) die Folien dadurch auf entgegengesetzte Flächen des Formteils gepresst werden, während zwischen den Folien ein Vakuum aufrechterhalten wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich überraschenderweise zur zwei- oder mehrseitigen Beschichtung von Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoff-Formteilen, die bisher einer Beschichtung mit Kunststofffolie nur in mehreren Schritten zugänglich waren.

Unter Holzwerkstoffen sind insbesondere Sperrholz oder Lagenholz (hierzu zählen

Furniersperrholz, Schichtholz, Kunstharzpressholz, Formlagenholz, Stabsperrholz und Brettsperrholz), Verbundplatten ( hierbei handelt es sich um mehrschichtige Verbundwerkstoffe, mit beispielsweise hochfesten Decklagen und leichten Mittellagen), Holzspanwerkstoffe (wie beispielsweise Spanplatte oder Grobspanplatte) oder Holzfaser- Werkstoffe (wie poröse Faserplatte, Bitumen-Faserplatte, mitteldichte Faserplatte (MDF) oder hochdichte Faserplatte (HDF) zu verstehen.

Unter Gipswerkstoffen sind insbesondere Gipskarton-, Gipsfaser- oder Gipsspan- Formteile wie beispielsweise Regips zu verstehen.

Von der Fa. XeIIa sind Trockenbausysteme unter dem Namen Fermacell käuflich zu erwerben. FERMACELL besteht aus Gips und Papierfasern, die in einem Recyclingverfahren aus Papier gewonnen werden. Diese beiden natürlichen Rohstoffe werden gemischt und nach Zugabe von Wasser - ohne weitere Bindemittel - unter hohem Druck zu stabilen Platten gepresst, getrocknet, mit einem Wasser abweisenden Mittel imprägniert und auf die benötigten Formate zugeschnitten.

Durch Wasser reagiert der Gips, durchdringt und umhüllt die Fasern. Das bewirkt die hohe Stabilität und Nichtbrennbarkeit von FERMACELL. Aufgrund der Materialzusammensetzung ist FERMACELL eine Bau-, Feuerschutz- und Feuchtraum-Platte zugleich.

Als Klebstoffe werden bevorzugt wässrige Systeme auf Polyurethanbasis verwendet, sowohl einkomponentige als auch zweikomponentige Systeme. Als einkomponentige Klebestoffe kommen PU-Dispersionen in Betracht, beispielhaft sei hier Jowapur® 150.50 genannt. Als Zweikomponentenklebstoffe kommen Kombinationen von PU- Dispersionen wie beispielsweise Jowapur® 150.30 mit Isocyanaten wie beispielsweise Jowat® 195.40 in Frage. In der Regel sind jedoch auch Klebestoffe auf Acrylat- oder Epoxidharz-Basis für den Einsatz geeignet.

Die Auftragung des Klebstoffes kann durch die herkömmlichen Methoden wie Aufstreichen, Aufwalzen oder Besprühen erfolgen, wobei das Besprühen besonders bevorzugt ist. Eine 20 minütige Trocknungszeit bei Raumtemperatur im Anschluss an den Kleb- stoffauftrag ist bei den beschriebenen Systemen ausreichend.

Es können auch Schmelzklebstoffe verwendet werden, die aufgerollt, geräkelt, gewalzt und gesprüht werden. Vorzugsweise werden Polyurethanklebstoffe verwendet, die mit Feuchtigkeit vernetzen.

Geeignete Kunststofffolien sind insbesondere Polyvinylchlorid, Styrolcopolymere, Polypropylen, Polyvinylidenfluorid, thermoplastisches Polyurethan (TPU) und PoIy- methylmethacrylat (PMMA). Aufgrund ihrer Wetterbeständigkeit haben sich für Außenanwendungen insbesondere Polyvinylchlorid und Styrolcopolymere wie SAN, AMSAN und insbesondere ASA als geeignet erwiesen. Im Fall beispielsweise des ASA-

Copolymers kann die Folie durch 0,5 - 30 Gew.-% einer thermoplastischen Elastomers modifiziert sein. Verwendbare, typische thermoplastische Elastomerklassen sind: TPE- O (thermplastische Elastomere auf Olefinbasis, vorwiegend PP/EPDM), TPE-V (vernetzte thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis, vorwiegend PP/EPDM), TPE-U (thermoplastische Elastomere auf Urethanbasis), TPE-E (thermoplastische Copoly- ester) TPE-S (Styrol-Blockcopolymere, wie z.B. SBS, SEBS, SEPS, SEEPS, MBS) und TPE-A (thermoplastische Copolyamide, Z.B. PEBA). Besonders bevorzugt werden SAN, AMSAN, ASA, TPU oder PMMA-Folien eingesetzt. Insbesondere bevorzugt ist der Einsatz von Coextrusionsfolien, die eine harte und Kratzfeste Deckschicht und eine weichere Trägerschicht aufweisen. Beispielsweise eignet sich eine Coextrusions- folie mit einer harten, kratzfesten Außenschicht wie PMMA und einer flexibleren ASA- Innenschicht.

Weiterhin kann zur Beschichtung von Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoff-Formteilen insbesondere die in der WO-A 96/23823 und der WO-A 97/46608 beschriebenen coextrudierten Zweischichtfolien eingesetzt werden. Die Zweischichtfolien bestehen aus einer Trägerschicht wie beispielsweise Polystyrol oder HIPS und einer Haftvermittlerschicht beispielsweise auf Basis von elastomeren Styrol-Butadien-Blockpolymeren. Wie bereits zuvor erwähnt kann in diesen Fällen meist auf einen zusätzlichen Kleber verzichtet werden. Die coextrudierte Folie wird so auf die Faserplatte aufgepresst, dass die Haftvermittlerschicht mit der Platte in unmittelbaren Kontakt tritt.

Die in den vorgenannten Abschnitten beschriebenen Folien können sowohl in diversen Unifarben als auch bedruckten Oberflächen eingesetzt werden. Außerdem lässt sich die Oberfläche durch verschiedenartige Prägewalzen während der Extrusion der Folie strukturieren.

Die eingesetzten Folien haben eine Dicke zwischen 50 und 750 μm, bevorzugt zwischen 100 und 500 μm und besonders bevorzugt zwischen 200 und 350 μm. Sie können aus den entsprechenden Ausgangsstoffen in Granulatform durch die bekannten Verfahren zur Folienproduktion hergestellt werden, wobei das Extrusionsverfahren zur Cast-Folienherstellung bevorzugt ist.

Zur Verbesserung der Klebeeigenschaften können die Folien sowohl auf einer als auch auf zwei Seiten einer Corona-Behandlung unterzogen worden sein.

Die zu beschichtenden Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoff-Formteile weisen in der Regel eine Dimension von ca. 100 x 150 cm Format bis zu einigen Quadratmetern auf. Die Platten können mehrere Meter lang sein.

Durch die erfindungsgemäße Beschichtung werden die Holzwerkstoff- oder Gipswerk- stoff-Formteile in ihrer Traglast und Bruchsicherheit entscheidend verbessert. Erreicht wird dies durch das vollständige Entfernen von Luft zwischen Platte und Folie, was mit herkömmlichen Laminierungsverfahren nicht zu bewerkstelligen ist. Weiterhin wird durch Anlegen des Vakuums die Folie auf die Platte aufgepresst, wodurch sich eine feste Bindung zwischen Folie und Platte ergibt, die durch das Auftragen eines Kleb- Stoffs noch intensiviert werden kann.

Schließlich kann die Kunststofffolie als Grundierungsfolie fungieren, die eine einfache Nachbehandlung wie Streichen, Bedrucken beispielsweise mit Werbeslogans usw. ermöglicht.

Folien wie beispielsweise die oben erwähnten ASA-Folien lassen sich im nachhinein hinsichtlich Farbe und Form durch eine geeignete Nachbehandlung wie Streichen, Drucken oder Prägen verändern.

Weiterhin lassen sich die beschichteten Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoff-Formteile beispielsweise durch Abwaschen mit Seifenlauge leichter reinigen, als die nicht beschichteten Formteile.

Aufgrund der Pflegeleichtigkeit eignen sich die beschichteten Holzwerkstoff- oder Gips- werkstoff-Formteile vorteilhaft für Innenanwendungen im Bau.

Insbesondere kommen die Formteile als Wand- oder Deckenverkleidung, Stellwände, Türen, Fensterrahmen, Fensterbretter, Sockelleisten, Geländer, Handläufe, Balkonbekleidung, Ausbauplatten, Gehäuse von Lautsprechern und Hifigeräten usw. in Frage.

Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Beschichtung von Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoff-Formteilen mit einer dreidimensional strukturierten Ober-

fläche geeignet, da diese Formteile mit den bisherigen Verfahren des Standes der Technik nicht zu beschichten waren. Die einzige Möglichkeit bisher bestand darin diese Formteile aufwendig zu lackieren. Beispiele für Formteile mit dreidimensional strukturierter Oberfläche sind Kassettentüren, Türen mit Zierfräsungen (Embleme oder Orna- mente), Schmuck- und Gestaltungsprofile für den Innenausbau, gebogene Säulenbekleidungen, Platten mit imitierter Schruppstruktur. Für die Designer von Möbeln und Gebrauchsgegenständen ergeben sich nunmehr völlig neue Möglichkeiten. Insbesondere bevorzugt sind Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoff-Platten mit zumindest einer dreidimensional strukturierten Oberfläche.

Interessant sind die beschichteten Formteile für Badezimmer- oder Kücheneinrichtungen, da sie leicht zu reinigen sind und einer hohen Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Falls gewünscht kann die Flüssigkeitsaufnahme des Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoff- Formteils durch die Beschichtung mit einer Kunststofffolie nahezu vollständig unter- drückt werden.

Durch spezielle Zusätze kann der Schädlingsbefall - wie beispielsweise durch Pilze und Milben - , der ohnehin schon kleiner als bei unbeschichteten Formteilen ist, noch weiter minimiert werden. Insbesondere in Allergiker-Wohnungen und in Krankenhäu- sern können die beschichteten Formteile daher zum Einsatz gelangen.

Aufgrund ihrer ansprechenden Oberfläche und ihrer hohen Flexibilität eignen sich die erfindungsgemäßen Holzwerkstoff- oder Gipswerkstoff-Formteile hervorragend zum Kaschieren von beispielsweise Kabelschächten, Rollladenkästen und Gardinenaufhän- gungen. Die Formteile lassen sich den gegebenen Anforderungen beispielsweise durch Schneiden schnell anpassen.

Beispiel 1

Beidseitige Beschichtung beispielsweise einer MDF mit dreidimensionaler Oberflächenstruktur mit einer ASA-Folie

Als zweiseitig zu beschichtendes Substrat wurde eine MDF Platte aus TOPAN® Stan- dard , einer kommerziell verfügbaren MDF Platte der Glunz AG eingesetzt. Die Platte war 120 cm lang, 80 cm breit und 19 mm hoch und hatte einseitig diverse Zierfräsungen. Im ersten Arbeitsschritt wurde zunächst der Klebstoff aufgetragen. Als Klebstoff wurde ein wässriges Zwei-Komponenten System (bestehend aus Binder und Härter) auf Polyurethan-Basis eingesetzt, welches unmittelbar vor Auftrag durch Mischung der beiden Einzelkomponenten hergestellt wurde. Um eine homogene Mischung zu erhalten, wurde die Mischung bei Raumtemperatur mindestens 3 min mit Hilfe eines KPG- Rührers gerührt. Anschließend wurde der Klebstoff mit Hilfe einer Sprühpistole des

Typs Walther Pilot in einer Menge von ca. 80 g/m ² auf beide Oberflächen und auf die 4 Kanten des Formteils aufgetragen. Anschließend ließ man das Formteil 20 min bei Raumtemperatur trocknen. Im nächsten Schritt wurde die MDF- Platte durch eine HaI- terung an den beiden Kopfenden (gegenüberliegenden Seitenflächen) fixiert und in der Mitte der Beschichtungskapsel positioniert. Die beiden aufzutragenden Kunststofffolien waren dabei jeweils zwischen Kapselwand und Formteil angebracht. Dadurch entstanden in der Beschichtungskapsel 3 Kammern: eine Kammer zwischen den beiden Kunststofffolien, in deren Mitte das die MDF Platte positioniert war (Kammer A). Die beiden anderen Kammern befanden sich jeweils zwischen Kunststofffolie und Kapsel- wand (Kammer B, C). Als Kunststofffolien wurden 250 μm starke, weiß pigmentierte Castfolien aus Luran ^® S, dem von der BASF Aktiengesellschaft käuflich erhältlichen ASA - Copolymer, eingesetzt. Anschließend wurden in der Kapsel alle drei getrennten Kammern (A, B, C) gleichzeitig evakuiert. Nach Erreichen eines Vakuums von 25 mbar wurden die beiden Kunststofffolien mit Hilfe von IR-Strahlern, die an den Kapselwän- den angebracht waren, auf eine Temperatur von 150 ⁰ C erwärmt. Nach Erreichen der Temperatur wurde das Aufheizen beendet und Kammer B und C mit Luft auf Atmosphärendruck entspannt, wobei gleichzeitig das Vakuum in Kammer A aufrecht erhalten wurde. Durch das Fluten von Kammer B und C entstand ein überdruck, wodurch die erwärmten Kunststofffolien auf die mit Klebstoff eingesprühten Oberflächen und Kanten des Formteils aufgepresst wurden. Auf Höhe der Seitenflächen trafen die beiden Kunststofffolien aufeinander und es bildet sich an dieser Stelle eine Schweißnaht, die sich an den Seitenflächen rahmenförmig um das gesamte Formteil legte. Damit endete der Beschichtungsprozess. Durch das Aufheizen mit den IR-Strahlern während des Prozesses wurde außerdem der Klebstoff an den Ober- und Seitenflächen des Formteils aktiviert, wodurch bereits nach Beendigung des Prozesses eine sehr gute Haftung zwischen Klebstoff und Kunststofffolie erreicht wurde. Nach Abschluss des Beschichtungsvorganges konnte das beschichtete Formteil aus der Kapsel entnommen werden. Die über die Schweißnaht weiterlaufende, überstehende Folie wurde mit einer scharfen Klinge manuell entfernt.