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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer photolumineszenten Holzwerkstoffplatte mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie auf eine nach einem solchen Verfahren herstellbare photolumineszente Holzwerkstoffplatte mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 5.
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Unter Photolumineszenz wird hier die Eigenschaft bestimmter Verbindungen verstanden, Licht des sichtbaren Bereichs zu emittieren, nachdem sie selber zuvor durch Licht des sichtbaren Bereichs oder andere elektromagnetische Strahlung angeregt wurden. Dabei kann der Zeitraum der Emission des Lichts nach der Anregung sehr unterschiedlich lang sein. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung sind solche photolumineszenten Substanzen bevorzugt, die über einen längeren Zeitraum nach ihrer Anregung nachleuchten.
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STAND DER TECHNIK
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Photolumineszente Farben und Kunststofffolien, in die Pigmente mit photolumineszenten Eigenschaften eingebettet sind, sind bekannt. So läge es nahe, zur Herstellung eines photolumineszenten Formkörpers, insbesondere einer Platte, einen Grundkörper mit einer photolumineszenten Farbe oder einer photolumineszenten Kunststofffolie zu beschichten. Der hieraus resultierende Schichtaufbau wäre jedoch für viele Anwendungszwecke nicht ausreichend beständig. So würden im Falle derart beschichteter Platten aus Holzwerkstoffen der Verbund zwischen Beschichtung und Platte beim Zersägen im Bereich der Schnittkante leicht verloren gehen. Zudem sind die bekannten photolumineszenten Kunststofffolien nicht von der notwendigen Oberflächenstabilität, insbesondere nicht von der notwendigen Abriebfestigkeit, wie sie für viele Anwendungen von Platten benötigt wird, in denen photolumineszente Eigenschaften von Interesse wären, wie beispielsweise dem Ladenmöbel- und Küchenmöbelbau.
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Dauerhafte Verbunde werden beim Herstellen von Holzwerkstoffplatten durch heißes Verpressen von mit heiß aushärtenden Bindemitteln versetzten Holzteilchen oder Holzfasern erreicht. Auch beim Herstellen sogenannter Schichtpressstoffplatten erfolgt ein gemeinsames Heißverpressen der Schichten, bei dem diese durch ein heiß aushärtendes Kunstharz dauerhaft miteinander verbunden werden.
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Bei sogenannten Laminaten handelt es sich um Schichtpressstoffplatten mit einer Trägerplatte, auf die zunächst ein an seiner Rückseite mit Kunstharz beschichtetes Dekor-Papier aufgebracht wird, das üblicherweise ein Holzdekor aufweist. Anschließend wird ein an seiner Rückseite ebenfalls mit Kunstharz beschichtetes Overlay-Papier aufgelegt, bevor der Schichtaufbau heiß verpresst wird. Das transparente oder zumindest transluzente Overlay-Papier dient zum einen dazu, die optische Wirkung des Dekor-Papiers an diejenige einer echten lackierten Holzoberfläche anzunähern. Es ist aber auch ein Schutz für das Dekor-Papier gegen Abrieb. Die Abriebfestigkeit eines Laminats wird regelmäßig dadurch weiter erhöht, dass in das Kunstharz zum Anbinden des Overlay-Papiers ein harter Zuschlag in Form von zum Beispiel Korundpartikeln eingebracht wird. Vorteilhafterweise liegt dieser harte Zuschlag beim Verpressen des Schichtaufbaus auf der den Pressplatten abgekehrten Seite des Overlay-Papiers, so dass die Pressplatten durch den harten Zuschlag nicht direkt beansprucht und entsprechend schnell verschlissen werden.
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Aus der
DE 20 2004 014 293 U sind durchgefärbte Faserplatten bekannt, bei denen den Holzfasern Farbpigmente zugesetzt werden.
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Aus der
EP 1 775 086 A sind in hellen Farben eingefärbte Holzfaserplatten bekannt, bei denen zuvor gebleichte Holzfasern mit Farbstoffen versetzt werden, bevor die Holzfasern beleimt und anschließend heiß zu den Faserplatten verpresst werden.
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Aus der
DE 102 48 083 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von farbigen OSB-Platten bekannt, dass die Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufweist und zu Formkörpern mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 8 führt. Dabei werden die als Basismaterial für die OSB-Platten dienenden Holzstrands vor oder nach dem Trocknen mit einer flüssigen Farbmittelzubereitung in Kontakt gebracht, anschließend auf übliche Weise beleimt, zu dreischichtigen Matten geschüttet und diese heiß zu aus einer Mittelschicht mit zwei Deckschichten bestehenden Platten verpresst. Dabei werden wahlweise nur die Strands für eine oder beide Deckschichten eingefärbt. Zu den in der
DE 102 48 083 A1 genannten Farbpigmenten zählen auch solche, die photolumineszente Eigenschaften aufweisen. Diese Eigenschaften werden in der
DE 102 48 083 A1 selbst jedoch nicht angesprochen.
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Aus der
DE 102 57 352 A1 sind ein Einrichtungselement mit selbstleuchtenden Sichtflächen und ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt. Dabei werden Lumineszenzpigmente in ein Harz eingebettet und mit diesem mit einem Körperelement verbunden, das sich letztlich in einer oberflächennahen Schicht eines die selbstleuchtende Sichtfläche ausbildenden Laminats wiederfindet.
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Aus der
DE 10 2005 030 234 A1 sind ein Einrichtungselement mit selbstleuchtenden Sichtflächen in Form eines Dekorlaminatelements und ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt. Dabei wird im Verlauf einer Wärme-Druck-Einwirkung ein duroplastischer Dekorlaminatverbund gefertigt, der eine polymere Matrix aufweist, in der Lumineszenzelemente angeordnet sind und die drucktechnisch auf einem Kraftpapier angeordnet wird. Innerhalb des Dekorlaminatverbunds sind die Lumineszenzelemente nahe der Oberfläche unterhalb einer Overlayfolie angeordnet.
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Aus der
DE 697 36 518 T2 ist ein dekorativer Verbundschichtstoff mit einem photolumineszenten Material bekannt. Das photolumineszente Material wird durch Tränken eines oder mehrerer ausgewählter Blätter des Schichtstoffs aufgebracht. Dabei kann die Schicht mit dem photolumineszierenden Material nahe der Oberfläche des dekorativen Verbundschichtstoffs liegen und mit einer Deckschicht abgedeckt sein.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer photolumineszenten Holzwerkstoffplatte und eine Holzwerkstoffplatte aufzuzeigen, bei denen die Pigmente mit photolumineszenten Eigenschaften besonders effektiv eingesetzt werden.
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LÖSUNG
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und eine photolumineszente Holzwerkstoffplatte mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 5 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen des neuen Verfahrens und der neuen Holzwerkstoffplatte.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bei dem neuen Verfahren zur Herstellung einer photolumineszenten Holzwerkstoffplatte auf der Basis eines im Heißpressverfahren hergestellten, einen Kunstharzanteil aufweisenden Grundkörpers und von Pigmenten mit photolumineszenten Eigenschaften werden die Pigmente in eine oberflächennahe Schicht des Grundkörpers eingebracht. Das heißt, die Pigmente liegen innerhalb des Grundkörpers vor, der im Pressverfahren hergestellt wird. Sie gelangen also mit in die Presse und sind Teil des durch Heißverpressen unter Aushärtung aller Kunstharzanteile hergestellten dauerhaften Verbunds. Dabei sind die Pigmente, damit ihre photolumineszenten Eigenschaften genutzt werden, in einer oberflächennahen Schicht vorgesehen. Dies bedeutet, dass sie nicht auf der Oberfläche des Grundkörpers liegen, sondern geschützt in eine an die Oberfläche angrenzende oder sogar unterhalb der Oberfläche endende Schicht eingebettet sind. Dabei ist es zwar nicht ausgeschlossen, dass die Pigmente über den gesamten Grundkörper verteilt sind. Dies ist aber keinesfalls bevorzugt, da weit im Inneren des Grundkörpers liegende Pigmente ihre photolumineszente Eigenschaften nicht zeigen können, da sie weder von anregender elektromagnetischer Strahlung erreicht werden, noch von ihnen emittiertes Licht bis nach außen dringen würden. Im engeren Sinne bedeutet das Einbringen der Pigmente in eine oberflächennahe Schicht des Grundkörpers daher, dass die photolumineszenten Pigmente nur in eine Teilschicht des Grundkörpers eingebracht werden.
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Die photolumineszenten Pigmente werden über den Kunstharzanteil des Grundkörpers in die oberflächennahe Schicht eingebracht. Das heißt, sie werden dem Kunstharzanteil der oberflächennahen Schicht zugeschlagen und mit diesem in die Vorform eingebracht, die dann heiß zu dem Grundkörper verpresst wird. Hierdurch wird eine genaue Lokalisierung und Dosierung der Pigmente erreicht.
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Die photolumineszenten Pigmente sind in eine Schicht auf der Basis von Lignocellulose haltigen Fasern eingebettet, konkret in eine Deckschicht einer Faserplatte. Bevorzugt ist es in jedem Fall, wenn die oberflächennahe Schicht mit den photolumineszenten Pigmenten vor einem Heißverpressen mit einer transluzenten Deckschicht abgedeckt wird. Auf diese Weise wird ein Kontakt der photolumineszenten Pigmente mit den Pressplatten verhindert. Dabei ist die Verhinderung eines solchen Kontakts möglicherweise auch deshalb von Vorteil, weil die Pigmente weniger stark erhitzt werden. Normalerweise sind photolumineszente Pigmente für industrielle Anwendungen jedoch in den hier relevanten Temperaturbereichen thermisch stabil. Sie sind jedoch von einer solchen Größe, dass ein mechanischer Kontakt mit den Pressplatten zu einer erhöhten mechanischen Beanspruchung der Pigmente aber vor allem auch der Pressplatten führt, die durch eine Deckschicht verhindert wird. Damit die Deckschicht gleichzeitig den Lichtaustritt von den photolumineszenten Pigmenten und auch deren Anregung nicht behindert, muss sie zumindest transluzent sein. Sie kann dann gezielt eine diffuse Streuung des von einzelnen photolumineszenten Pigmenten ausgehenden Lumineszenzlichts bewirken. Die transluzente Deckschicht kann aber auch transparent sein.
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Konkret kann die transluzente Deckschicht ein kunstharzgetränktes Overlay-Papier sein, wie es in sogenannten Laminaten nach dem Stand der Technik als Deckschicht Verwendung findet.
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Die Pigmente können auf allen Hauptseiten des Grundkörpers in jeweils eine oberflächennahe Schicht eingebracht werden. Ein derart symmetrischer Aufbau stellt die Verwendbarkeit des jeweiligen Formkörpers unabhängig von seiner Orientierung sicher. Viele Formkörper weisen aber von vorn herein eine definierte Sichtseite auf. Dann ist es – allein um den Einsatz hochwertiger photolumineszenter Pigmente mengenmäßig zu begrenzen – von Vorteil, die Pigmente nur einer oberflächennahen Schicht an der Sichtseite zuzuschlagen.
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Bei einem erfindungsgemäßen photolumineszenten Formkörper liegen die Pigmente in einer oberflächennahen Schicht des im Heißpressverfahren hergestellten Grundkörpers vor. Sie sind dort in dem Kunstharzanteil der oberflächennahen Schicht zu finden. Die weiteren Merkmale des neuen photolumineszenten Formkörpers wurden bereits anhand der Verfahrensschritte erläutert, die diese Merkmale unmittelbar zur Folge haben.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand konkreter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert und beschrieben.
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1 zeigt einen Schichtaufbau einer ersten photolumineszenten Platte im Querschnitt; und
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2 zeigt den Schichtaufbau einer zweiten photolumineszenten Platte mit zusätzlichen transluzenten Deckschichten im Querschnitt.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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Die in 1 als Beispiel für einen Formkörper 1 skizzierte Platte 2 ist eine Holzwerkstoffplatte 3, konkret eine Faserplatte. Die Holzwerkstoffplatte 3 weist hier einen dreischichtigen Aufbau auf, der symmetrisch zu einer Mittelebene 19 ausgebildet ist. Der Schichtaufbau umfasst eine Mittelschicht 4, und zwei Deckschichten 5, wobei die Mittelschicht 4 und die Deckschichten 5 eine sich zumindest dadurch unterscheidende Zusammensetzung aufweisen, dass den Deckschichten 5 Pigmente 6 mit photolumineszenten Eigenschaften zugesetzt sind, die in der Mittelschicht 4 nicht vorliegen. In aller Regel sind auch die Holzfasern der unterschiedlichen Schichten 4 und 5 von unterschiedlicher Zusammensetzung und/oder unterschiedlichem Aufbau. Das Bindemittel, mit dem die Holzfasern gebunden sind, muss bei den Schichten 4 und 5 ebenfalls nicht identisch sein. Dem Bindemittelanteil der Deckschichten 5 sind die Pigmente 6 zugesetzt, so dass sie durch den Bindemittelanteil in der jeweiligen Deckschicht 5 fixiert sind. Die in die Deckschichten 5 eingebetteten Pigmente 6 weisen photolumineszente Eigenschaften in dem Sinne auf, dass sie durch elektromagnetische Strahlung von außen angeregt werden und aufgrund dieser Anregung sichtbares Licht über einen längeren Zeitraum nach der Anregung emittieren. Auf diese Weise sind sie auch in der Dunkelheit für gewisse Zeit selbstleuchtend.
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Die Holzwerkstoffplatte 3 gemäß 2 weist zusätzlich zu dem Schichtaufbau gemäß 1 transzluzente Deckschichten 7 über den Deckschichten 5 auf. Auch die zusätzlichen transluzenten Deckschichten 7 sind Teil eines Grundkörpers 8, der in einem Heißpressverfahren unter Aushärtung von Kunstharz als Bindemittel hergestellt wurde und so einen dauerhaften Verbund darstellt. Die transluzenten Deckschichten 7 haben dabei einen unmittelbaren Kontakt der die Pigmente 6 enthaltenen Deckschichten 5 mit den Pressplatten verhindert und so eine erhöhte Abnutzung der Pressplatten durch die Pigmente 6 ebenso vermieden wie eine thermische und mechanische Beanspruchung der Pigmente 6.
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In den Figuren sind die Dicken der verschiedenen Schichten nicht unbedingt maßstabsgetreu wiedergegeben. Insbesondere ist jede Schicht 5, die jeweils die Pigmente 6 aufweist, vorzugsweise nur so dick und nur soweit unterhalb der Oberfläche des Formkörpers 1 angeordnet, dass die Pigmente in ihr noch von elektromagnetischer Strahlung von außerhalb des Formkörpers 1 erreicht werden und dass von den Pigmenten emittiertes Lumineszenzlicht noch bis nach außen dringen kann. Etwas anderes gilt nur dann, wenn der Formkörper 1 anschließend noch unter Materialabtrag profiliert wird, so dass dadurch zunächst tiefer liegende Pigmente in die Nähe der Oberfläche gelangen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Formkörper
- 2
- Platte
- 3
- Holzwerkstoffplatte
- 4
- Mittelschicht
- 5
- Deckschicht
- 6
- Pigment
- 7
- transluzente Deckschicht
- 8
- Grundkörper
- 9
- Holzwerkstoffplatte
- 19
- Mittelebene