DE102011052834A1

DE102011052834A1 - Bahnförmige Matrize zum Erzeugen von Oberflächenmaterialien und Verfahren zum Herstellen einer bahnförmigen Matrize

Info

Publication number: DE102011052834A1
Application number: DE102011052834A
Authority: DE
Inventors: Dr. Haller Heinz
Original assignee: Sueddekor GmbH
Current assignee: SUEDDEKOR GmbH
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2013-02-21
Also published as: EP2744633A1; US20140335216A1; WO2013026589A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine bahnförmige Matrize (10; 10a) und deren Herstellung zum Erzeugen von Oberflächenmaterialien, insbesondere von Oberflächen bei der Fertigung von Schichtstoffplatten (1), mit einer strukturierten Oberfläche (13; 13a), einer insbesondere aus Papier oder Folie bestehenden flexiblen Trägerbahnschicht (11; 11a) und einer gegen das Oberflächenmaterial (2) trennenden, auf der Seite des Oberflächenmaterial (2) angeordneten Schicht (12; 12a). Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die strukturierte Oberfläche (13; 13a) auf der dem Oberflächenmaterial (2) abgewandten Seite der trennenden Schicht (12; 12a) angeordnet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine bahnförmige Matrize zum Erzeugen von Oberflächenmaterialien, insbesondere von Oberflächen bei der Fertigung von Schichtstoffplatten, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer bahnförmigen Matrize.
Eine derartige, beispielsweise aus der EP 1 017 555 B1 der Anmelderin bekannte Matrize weist eine beispielsweise aus Papier bestehende Trägerbahnschicht auf, auf der eine gegen das Oberflächenmaterial trennende Schicht aufgebracht ist. Auf die trennende Schicht ist wiederum eine strukturierte Oberfläche aus UV-Härtenden Druckfarben aufgebracht. Der so hergestellte Verbund aus flexibler Trägerbahnschicht, trennender Schicht und strukturierter Oberfläche wird durch Elektronenstrahlbehandlung ausgehärtet.
Darüber hinaus sind aus der Literatur Trennpapiere bekannt, die auf der dem Oberflächenmaterial zugewandten Seite (Vorderseite) eine trennende Schicht aufweisen, die in einem weiteren Verfahrensschritt mechanisch geprägt wird.
Es sind auch bahnförmige Matrizen mit einer aus Papier bestehenden Trägerbahn bekannt, auf die eine trennende Beschichtungsmasse aufgebracht wird, wobei in die noch flüssige Beschichtung durch geprägte Walzen oder Strukturfolien eine Prägung ausgebildet wird.
Ein gemeinsames Kennzeichen aller aus dem Stand der Technik bekannten bahnförmigen Matrizen besteht darin, dass sich die trennende Schicht und die strukturierte Oberfläche (Strukturschicht) auf der dem Oberflächenmaterial zugewandten Seite (Vorderseite) der Trägerbahnschicht befinden. Nachteilig dabei ist, dass durch die Anordnung der trennenden Schicht und der Strukturschicht, die in der Regel als separate Schicht aufgebracht wird, die beiden zuletzt angesprochenen Schichten genau aufeinander abgestimmt werden müssen. Besonders problematisch ist dabei die Herstellung von relativ tiefen Strukturen der in der Strukturschicht, da eine derartige Strukturschicht eine relativ große Menge an Beschichtungsmasse mit Bindemitteln benötigt, die darüber hinaus, da sie auf der dem Oberflächenmaterial zugewandten Seite trennende Eigenschaften aufweisen muss, relativ teuer bzw. aufwändig ist. Insbesondere kosten beispielsweise die zur Erzeugung der Trenneigenschaften verwendeten Silikonacrylate das vier- bis fünffache der Bindemittel der strukturierten Schicht.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bahnförmige Matrize zum Erzeugen von Oberflächenmaterialien, insbesondere von Oberflächen bei der Fertigung von Schichtstoffplatten und ein Verfahren zum Herstellen einer Matrize nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche derart weiterzubilden, dass sich eine besonders kostengünstige Fertigung erzielen lässt, wobei darüber hinaus die Matrize besonders gute Materialeigenschaften aufweisen soll. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer bahnförmigen Matrize bzw. einem Verfahrren zum Herstellen einer Matrize den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche dadurch gelöst, dass die strukturierte Oberfläche auf der dem Oberflächenmaterial abgewandten Seite der trennenden Schicht angeordnet ist/wird. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, dass eine strukturierte Oberfläche beim Übertragen der strukturierten Oberfläche auf das Oberflächenmaterial, welches üblicherweise durch Pressbleche, Presswalzen oder ähnlichem erfolgt, eine Strukturierung in der Trägerbahnschicht erzeugt, die wiederum an der Oberfläche des Oberflächenmaterials die gewünschte Struktur erzeugt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Matrize bzw. deren Herstellverfahren sind in den Unteransprüchen aufgeführt. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
In einer ersten Umsetzung dieses allgemeinen Erfindungsgedankens wird konkret vorgeschlagen, dass die strukturierte Oberfläche in Form einer von der Trägerbahnschicht separaten Strukturschicht ausgebildet und auf der der trennenden Schicht abgewandten Seite der Trägerbahnschicht angeordnet ist. Bei dieser Umsetzung werden somit drei Schichten verwendet, die trennende Schicht, die Trägerbahnschicht und die Strukturschicht. Eine derartige Ausbildung hat den Vorteil, dass die beiden, auf einander gegenüberliegenden Seiten der Trägerbahnschicht angeordneten Schichten jeweils für sich optimiert werden können, d.h., dass insbesondere z.B. die Strukturschicht keine trennenden Eigenschaften mehr aufweisen muss, wie dies beim Stand der Technik erforderlich ist. Dadurch kann insbesondere auf den Einsatz von relativ teuerem Trennmittel in der Strukturschicht verzichtet werden.
Dies hat zur Folge, dass in einer weiteren Ausgestaltung die Strukturschicht bis zu 80 Vol.-% Füllstoffe und/oder Restlacke enthalten kann. Ein derartiger hoher Grad an Füllstoffen ist bei einer Strukturschicht, die gleichzeitig trennende Eigenschaften aufweist, in der Praxis nicht realisierbar.
Durch die beidseitige Beschichtung der Trägerbahnschicht kann darüber hinaus ein relativ dünnes Papier für die Trägerbahnschicht verwendet werden, das gemäß einer konkreten Ausgestaltung beispielsweise ein Gewicht von 70g/m² aufweist. Die Verwendung eines derartig dünnen Papiers hat darüber hinaus den besonderen Vorteil, dass nicht nur die Kosten reduziert werden können, sondern dass sich durch die relativ dünne Trägerbahnschicht die auf das Oberflächenmaterial zu übertragende Struktur besonders prägnant abzeichnet.
In weiterer Ausgestaltung der Trägerbahnschicht wird vorgeschlagen, dass diese (neben Papier) zusätzlich eine Kunststoffschicht, vorzugsweise Polyester aufweisend, enthält.
Um die Strukturschicht besonders wirtschaftlich, genau und einfach auszubilden, wird darüber hinaus vorgeschlagen, dass die Strukturschicht als digitale Strukturschicht ausgebildet ist und aus einem tintenstrahldruckerfähigen Material besteht.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn das Material der Strukturschicht elektronenstrahlhärtbar ist und vorzugsweise als Monomer ausgebildet ist.
Während die bisher beschriebenen konkreten Ausgestaltungen der Matrize die Verwendung von drei separaten Schichten (trennende Schicht, Trägerbahnschicht, Strukturschicht) vorsieht, ist es einer weiteren, alternativen konkreten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die strukturierte Oberfläche in der Trägerbahnschicht ausgebildet ist. Es wird somit auf eine separate Strukturschicht verzichtet.
Konkret wird in einer Umsetzung des zuletzt genannten Erfindungsgedanken vorgeschlagen, dass die strukturierte Oberfläche durch einen Laserabtragprozess in der Trägerbahnschicht erzeugt ist. Dadurch kann eine strukturierte Oberfläche mit hoher Genauigkeit erzeugt werden, die darüber hinaus durch eine entsprechende Einstellung des Lasers relativ schnell in ihrer Struktur geändert werden kann, so dass sich auch relativ geringe Mengen an bahnförmigen Matrizen relativ wirtschaftlich herstellen lassen können, wobei dies bereits für die erste konkrete Ausgestaltung der Erfindung zutrifft.
Hierzu wird konkret vorgeschlagen, dass die Trägerbahnschicht zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, aus Papier besteht und eine Dicke von 100µm bis 300µm, vorzugsweise etwa 200µm aufweist. Eine derartige Dicke der Trägerbahnschicht ermöglicht die Erzeugung der strukturierten Oberfläche mit der gewünschten Tiefe der Struktur.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
Diese zeigt in:
1 einen Schnitt durch einen Teilbereich einer bahnförmigen Matrize zum Erzeugen von Oberflächenmaterialien bei einer ersten Ausgestaltung der Erfindung vor der Verpressung mit einem Oberflächenmaterial,
2 die Matrize gemäß der 1 beim Verpressen mit einem Oberflächenmaterial, ebenfalls im Schnitt,
3 eine alternative Ausgestaltung einer bahnförmigen Matrize unter Verwendung einer strukturierten Trägerbahnschicht vor der Verpressung mit einem Oberflächenmaterial und
4 die Matrize gemäß 3 beim Verpressen.
In der 1 ist eine erste bahnförmige Matrize 10 dargestellt, wie sie zum Erzeugen von Oberflächenmaterialien, insbesondere von Oberflächen bei der Fertigung von Schichtstoffplatten 1 verwendet werden kann. Die Matrize 10 weist drei Schichten auf: Eine mittig angeordnete Trägerbahnschicht 11, die vorzugsweise aus Papier oder Folie besteht, wobei bei der Verwendung von Papier dieses zusätzlich eine Kunststoffschicht, vorzugsweise Polyester aufweisen, enthalten kann. Bei der Verwendung allein von Papier weist dieses typischerweise ein Gewicht von 70g/m² auf.
Auf der dem Oberflächenmaterial der Schichtstoffplatte 1 zugewandten Seite ist die Trägerbahnschicht 11 mit einer trennenden Schicht 12 versehen, vorzugsweise in Form einer Beschichtung. Die trennenden Schicht 12 ist plan ausgebildet, wobei für das Material der trennenden Schicht 12 übliche Bestandteile einer Trennmittelschicht vorgesehen sind, d.h., dass diese insbesondere gegen das verwendete Material der in Wirkverbindung mit der Matrize 10 angeordneten Schichtstoffplatte 1 Trenneigenschaften aufweist.
Auf der der trennenden Schicht 12 gegenüberliegenden Seite der Trägerbahnschicht 11 ist eine strukturierte Oberfläche 13 in Form einer von der Trägerbahnschicht 11 separaten Strukturschicht 15 angeordnet. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Strukturschicht 15, die beispielsweise Strukturen von einer maximalen Höhe von typischerweise 90µm aufweisen kann, aus strahlenhärtbaren, tintenstrahldruckerfähigen Materialien, insbesondere Monomeren, besteht, die als Digital-Strukturschicht 15 auf die Trägerbahnschicht 11 aufgebracht ist. Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Strukturschicht 15 bis zu 80 Vol.-% an Füllstoffen und/oder Restlacken enthält.
Eine derart ausgebildete, erfindungsgemäße Matrize 10 wird mittels eines in der 2 erkennbaren Pressbleches 17 gegen das Oberflächenmaterial einer lediglich mit ihrer Melaminschicht 2 dargestellten Schichtstoffplatte 1 gepresst. Anstelle eines Pressbleches 17 kann selbstverständlich auch eine Presswalze oder ähnliches verwendet werden.
In der 2 ist der Zustand dargestellt, bei der die Matrize 10 bereits mit der Schichtstoffplatte 1 verpresst wurde. Hierbei ist erkennbar, dass in Folge des Pressdruckes des Pressbleches 17 sich die strukturierte Oberfläche 13 bzw. die Strukturschicht 15 in die Trägerbahnschicht 11 hineinbewegt hat derart, dass die Trägerbahnschicht 11 auf der dem Pressblech 17 zugewandten Seite eine ebene Oberfläche 18 aufweist. Aufgrund der Höhe bzw. Dicke der Strukturschicht 15 wurde in den entsprechenden Bereichen der Strukturschicht 15 die Trägerbahnschicht 11 verformt, wobei diese jedoch nicht beschädigt wurde. Gleichzeitig hat sich die trennende Schicht 12 auf der der Schichtstoffplatte 1 zugewandten Seite der Form der Trägerbahnschicht 11 angepasst, so dass eine entsprechende Struktur der Strukturschicht 15 in die Melaninschicht 2 der Schichtstoffplatte 1 eingeprägt wurde.
In den 3 und 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung einer Matrize 10a dargestellt. Im Gegensatz zur Matrize 10 besteht die Matrize 10a lediglich aus zwei Schichten: Einer Trägerbahnschicht 11a und einer trennenden Schicht 12a. Die Eigenschaften (Material und Dicke) der trennenden Schicht 12a können dabei den Eigenschaften der trennenden Schicht 12 der Matrize 10 entsprechen. Die Trägerbahnschicht 11a besteht z.B. aus Papier mit einer Dicke zwischen 100µm und 300µm, vorzugsweise etwa 200µm.
In der 3 ist der Zustand dargestellt, bei der die Matrize 10a noch nicht in Verbindung mit dem zu strukturierenden Oberflächenmaterial der Schichtstoffplatte 1 gebracht wurde. Wesentlich ist, dass auf der der trennenden Schicht 12a abgewandten Seite der Trägerbahnschicht 11a eine strukturierte Oberfläche 13a in der Trägerbahnschicht 11a erzeugt wurde, die insbesondere durch einen Laserabtragprozess ausgebildet wurde.
In der 4 ist der Zustand der Matrize 10a nach dem Verpressen des Pressbleches 17 gegen beispielhaft die Melaninschicht 2 der Schichtstoffplatte 1 dargestellt. Man erkennt, dass die Oberfläche der Trägerbahnschicht 11a auf der dem Pressblech 17 zugewandten Seite eingeebnet wurde, d.h., dass in Analogie zur Matrize 10 eine ebene Oberfläche 18a vorhanden ist. Demgegenüber zeichnet sich auf der der Melaminschicht 2 zugewandten Seite die strukturierte Oberfläche 13a in der Melaminschicht 2 ab, wobei dort, wo in der strukturierten Oberfläche 13a der geringste Materialabtrag vorhanden war, sich diese Bereiche in der Melaminschicht 2 als besonders große Vertiefungen abzeichnen.
Die soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Matrizen 10, 10a können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Dieser besteht darin, eine strukturierte Oberfläche 13, 13a nicht auf einer trennenden Schicht 12, 12a einer Matrize 10, 10a anzuordnen, sondern auf der der Oberflächenschicht abgewandten Seite der trennenden Schicht 12, 12a, entweder als (separate) Strukturschicht 15, oder durch Prägung bzw. Strukturierung einer Trägerbahnschicht 11a.
Bezugszeichenliste

1: Schichtstoffplatte
2: Melaninschicht
10, 10a: Matrize
11, 11a: Trägerbahnschicht
12, 12a: trennende Schicht
13, 13a: strukturierte Oberfläche
15: Strukturschicht
17: Pressblech
18, 18a: ebene Oberfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1017555 B1 [0002]

Claims

Bahnförmige Matrize (10; 10a) zum Erzeugen von Oberflächenmaterialien, insbesondere von Oberflächen bei der Fertigung von Schichtstoffplatten (1), mit einer strukturierten Oberfläche (13; 13a), einer insbesondere aus Papier oder Folie bestehenden flexiblen Trägerbahnschicht (11; 11a) und einer gegen das Oberflächenmaterial (2) trennenden, auf der Seite des Oberflächenmaterial (2) angeordneten Schicht (12; 12a), dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche (13; 13a) auf der dem Oberflächenmaterial (2) abgewandten Seite der trennenden Schicht (12; 12a) angeordnet ist.
Matrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass strukturierte Oberfläche (13) in Form einer von der Trägerbahnschicht (11) separaten Strukturschicht (15) ausgebildet und auf der der trennenden Schicht (12) abgewandten Seite der Trägerbahnschicht (11) angeordnet ist.
Matrize nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturschicht (15) bis zu 80Vol.% Füllstoffe und/oder Restlacke enthält.
Matrize nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerbahnschicht (11) aus Papier mit einem Gewicht von 70gr/m² besteht.
Matrize nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerbahnschicht (11) zusätzlich eine Kunststoffschicht, vorzugsweise Polyester aufweisend, enthält.
Matrize nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturschicht (15) als Digitalstrukturschicht ausgebildet ist und aus einem tintenstrahldruckerfähigen Material besteht.
Matrize nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Strukturschicht (15) elektronenstrahlhärtbar ist und vorzugsweise als Monomer ausgebildet ist.
Matrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche (13a) in der Trägerbahnschicht (11a) ausgebildet ist.
Matrize nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche (13a) durch einen Laserabtragprozess in der Trägerbahnschicht (11a) erzeugt ist.
Matrize nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerbahnschicht (11a) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, aus Papier besteht und eine Dicke von 100µm bis 300µm, vorzugsweise etwa 200µm aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer bahnförmigen Matrize (10; 10a) zum Erzeugen von Oberflächenmaterialien, insbesondere von Oberflächen bei der Fertigung von Schichtstoffplatten (1), bei dem eine strukturierte Oberfläche (13; 13a) mit einer insbesondere aus Papier oder Folie bestehenden flexiblen Trägerbahnschicht (11; 11a) und einer gegen das Oberflächenmaterial (2) trennenden, auf der Seite des Oberflächenmaterial (2) angeordneten Schicht (12; 12a) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche (13; 13a) auf der dem Oberflächenmaterial (2) abgewandten Seite der trennenden Schicht (12; 12a) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche (13a) in der Trägerbahnschicht (11a) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche (13a) durch einen Laserabtragprozess in der Trägerbahnschicht (11a) erzeugt wird.