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Was bedeutet Profilummantelung?

​Profilummantelung ist ein Verfahren durch das eine dekorative Oberfläche auf ein Trägermaterial in geradliniger Form laminiert wird. Das Laminieren erfolgt mit einer Profilummantelungsmaschine.

 

  • Warum wurde das Verfahren erfunden?

    Bis Mitte des 20. Jahrhunderts wurde eine dekorative Oberfläche, hauptsächlich Echtholzfurnier, von Hand auf ein entsprechendes Trägermaterial aufgebracht. Die steigende Möbelnachfrage zu Beginn der 1960-er Jahre war der Auslöser für die Erfindung einer Profilummantelungsmaschine.
    Darüber hinaus haben sowohl der Druck auf Kosten und Preise als auch die Anforderungen der Kunden an das Oberflächendesign eine wesentliche Rolle gespielt.
    Eine der ersten Maschinen wurde von Reinhard düspohl entwickelt und produziert.

  • Welche Industrien bedienen sich der Technologie?
    • Holzwerkstoffverarbeitende Industrie
    • Vollholzverarbeitende Industrie
    • Holzverbundwerkstoffverarbeitende
    • Industrie Kunststoffindustrie
    • Metallverarbeitende Industrie
  • Welche Kernmaterialien können laminiert werden?

    HOLZWERKSTOFFE

    • Spanplatte
    • Mitteldichte Faserplatte (MDF)
    • Hochdichte Faserplatte (HDF)
    • Sperrholz
       

    VOLLHOLZ

    HOLZVERBUNDWERKSTOFFE

    • "Extrudiertes Holz" (Kunststoffe + Sägemehl)

    KUNSTSTOFFE

    • PVC (Polyvinylchlorid)
    • PP (Polypropylen)
    • ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)
    • Geschäumtes Polystyrol
    • und andere
       

    METALL

    • Aluminium
    • Stahl
    • Andere
       
  • Welches sind die typischen Ummantelungs- oder Kaschiermaterialien?

    Echtholzfurnier
    Die Echtholzfurniere werden in zwei Hauptgruppen unterteilt: Schälfurniere und Messerfurniere. In der Profilummantelung werden Messerfurniere am häufigsten verwendet. Die zu verwendende Furnierqualität wird durch die Komplexität des Kernmaterials bestimmt. Vlieskaschiertes Furnier wird hergestellt, indem ein Vlies auf die Rückseite des Furniers geklebt wird. Durch das aufgeklebte Vlies wird das Furnier flexibler.
    Die Qualität von symmetrisch und asymmetrisch fingerverzinktem Furnier wird nach dem Lackierprozess sichtbar. Den Fall einer niedrigen Qualität vorausgesetzt werden zwei unterschiedliche Pigmentierungen erkennbar. Durch die Verwendung von Furnier mit Aluminiumstreifen, was eine Maschine mit Aluminiumstreifenerkennung bzw. -steuerung voraussetzt, ist es möglich unterschiedliche Pigmentierungen zu vermeiden.
    Furnier mit Aluminiumstreifen wird ausschließlich als Rollenware angeboten. Am Stoß zwischen zwei Furnierblättern wird ein Aluminiumstreifen angebracht und so die Blätter miteinander verbunden. Das Furnier mit Alustreifen wird in der Regel mit einer definierten Einzelblattlänge innerhalb der Furnierrolle bestellt.
    Das einzelne Blatt sollte in der Länge etwa 2,5 cm länger sein als das Profil auf das es aufgebracht wird. Der Grund sind mögliche Längentoleranzen im Trägermaterial. Der Vorteil der Aluminiumstreifenerkennung ist, dass keine Fingerverzinkung auf das Trägermaterial gelangen kann. Bewerkstelligt wird das durch die Verwendung von Sensoren, die auf der Maschine die Position des Aluminiumstreifens am Stoß aufnehmen. Das erhaltene Signal wird dann benutzt, um das Trägermaterial zum Aluminiumstreifen innerhalb der Furnierrolle zu positionieren. Auf diese Art und Weise ist es garantiert, dass der Anfang des Furnierblattes synchron mit dem Anfang des Trägermaterials ist.

    Papier
    Für die Profilummantelung sind unterschiedliche Papiertypen erhältlich. Das Papier, welches in der Ummantelungsindustrie eingesetzt wird ist normalerweise wie ein Sandwich aufgebaut. Der Aufbau beginnt mit einem Basispapier, das auch als “Unterstützer“ bezeichnet wird. Den Unterstützer gibt es in verschiedenen Farben und Gewichten. Die zweite Lage besteht aus einem Dekorpapier, welches eine durchgehende Farbe oder ein aufgedrucktes Muster haben kann. Das Dekorpapier ist normalerweise ein 30g-Papier, das auf das Basispapier aufgebracht wird. Die Farbe des fertigen Papiers wird durch die Farbe des Basispapiers bestimmt. Die zuvor beschriebene Art von Papieren reicht dem Gewicht nach von 30 Gramm bis 300 Gramm und mehr. Die am häufigsten verwendeten Papiere sind 60 oder 80g-Papiere, da sie zum Ummanteln von sehr komplexen Profilen besonders geeignet sind und im Vergleich zu einem 30g-Papier wesentlich reißfester sind. Scharfe Kanten können mit Papier ummantelt werden (mit Ausnahme von sehr schweren Papieren).

    Laminate
    Laminate bestehen aus dekorativen Deckpapieren, die mit Melaminharz imprägniert und dann auf Phenolharz imprägnierte Kernblätter aus Kraftpapier gepresst werden. Anschließend werden die Blätter bei einem Druck von mehr als 200 Kg/cm2 und einer Temperatur von annähernd 150 °C verbunden. Die fertigen Blätter werden beschnitten und die Rückseiten geschliffen um eine Verklebung zu erleichtern.
    Mit Laminaten zu ummanteln ist verglichen mit Ummantelungspapier schwieriger, da Papiere flexibler sind. Die Vielfalt der Laminate reicht von Hochdruck- (HPL) über Niederdruck- (LPL) bis hin zu kontinuierlich gepressten Laminaten (CPL). Der Unterschied zwischen den einzelnen Typen besteht zum einen in der Art der Herstellung und zum anderen in der Flexibilität des Laminates. Es ist nicht empfehlenswert scharfe Kanten mit Laminat zu ummanteln. Für die Fußbodenindustrie werden die Laminate mit einem Aluminiumoxid beschichtet.
    Im Falle der Profilummantelung mit Laminaten wird eine extrem lange Ummantelungszone benötigt. Die Temperatur des Laminates muss, wenn Kanten ummantelt werden sollen, an den entsprechenden Stellen 300 °C betragen.

    Vinyl (Folien)
    Viele verschiedene Vinyltypen sind erhältlich. Die am häufigsten verwendeten Materialien sind hartes / weiches PVC und PP. Das Vinyl kann eine durchgehende Farbe oder ein aufgedrucktes Muster aufweisen. Es werden unterschiedliche Deckschichten angeboten sowohl für Produkte im Innen- als auch im Außenbereich.
    Innenbereich
    Keine speziellen Anforderungen.
    Außenbereich
    Das Vinyl muss gegen ultraviolette Strahlen beständig sein. Spezielles Vinyl ist mit einer holzähnlichen Oberfläche (Furniercharakteristika) und einer aluminiumähnlichen Oberfläche (Aluminiumcharakteristika) für die Außenanwendung versehen, welches hauptsächlich von der Kunststofffensterindustrie verwendet wird.
    Die neueste Entwicklung ist eine thermoplastische Folie für die dekorative Oberflächenveredelung von Fenstern, Türen und anderen Bauelementen. Die Folie eignet sich auch zum Einsatz in klimatisch schwierigen Regionen, auf Grund ihrer erhöhten Wetter- und Temperaturbeständigkeit. Selbst unter schwierigen Bedingungen zeichnet sich die Folie durch hervorragende Farb- und Glanzbeständigkeit aus. Die Verarbeitungstemperatur der Folie muss vor dem Kleberauftrag 80 °C (wenig Toleranz) betragen.
     

  • Welches sind die üblicherweise verwendeten Klebertypen für die Ummantelung?

    Schmelzklebstoffe
    Heute ist Schmelzkleber der am häufigsten verwendete Kleber in der Profilummantelungsindustrie. Wesentliche Vorteile im Vergleich mit anderen Klebertypen sind: Hohes Kombinationspotenzial in den Materialien und eine höhere Produktionsgeschwindigkeit der Profilummantelungsmaschine wird ermöglicht.
    Der Unterschied zwischen gefüllten und ungefüllten Schmelzklebstoffen ist nicht sichtbar. Lediglich das Gewicht ist unterschiedlich. Gefüllte Schmelzklebstoffe sind schwerer als Wasser.
    Wir empfehlen für eine Schlitzdüse keinen gefüllten Kleber zu verwenden.
    Der Unterschied zwischen "nicht feuchtigkeitsreaktiven" und "feuchtigkeitsreaktiven" Klebern ist der, dass feuchtigkeitsreaktiver Schmelzkleber während der Vernetzung eine chemische Verbindung (Isocyanat) mit der Feuchtigkeit aus der Luft eingeht. Nachdem die Vernetzung abgeschlossen ist (circa 3-5 Tage), ist es unmöglich den Kleber zu reaktivieren bzw. zu verflüssigen. Die entstandenen Kleberverbindungen zeichnen sich durch extreme Temperaturfestigkeit und Wasserbeständigkeit aus.

    Nicht feuchtigkeitsreaktiver Kleber:

    • EVA (Ethylen-Vinyl-Acetat)
      Unter der Abkürzung EVA versteht man ein Copolymer, dass aus Ethylen und Vinyl-Acetat hergestellt wird; Seit mehr als 30 Jahren das Basispolymer für Schmelzklebstoffe. Das Preis-Leistungsverhältnis von EVA ist gut. Die Nachteile der Produktgruppe sind: Die begrenzte Wärmefestigkeit (Reaktivierungstemperatur: 85 ° C – 100 ° ) und Feuchtigkeitsbeständigkeit (keine Anwendung für Produkte im Außenbereich).
       
    • APAO (Amorphes-Poly-Alpha-Olefin), Abkürzung PO (Polyolefine)
      Hierunter verbergen sich mehrere Begriffe wie: Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polybutylen (PB) u.a.; für die Klebstoffherstellung eignen sich diese reinen Polyolefine wenig; von größerem Interesse sind die nach einem speziellen Verfahren hergestellten amorphen Polyolefine sowie deren Co- und Terpolymere, welche dann unter dem Sammelbegriff Amorphes-Poly-Alpha-Olefin oder kurz Polyolefin (PO) in den Handel gebracht werden. Der wesentliche Vorteil im Vergleich zu EVA ist die höhere Wärmefestigkeit (Reaktivierungstemperatur 115 °C – 130 °C). PO ist nicht für die Außenanwendung geeignet. Durch die höhere Wärmefestigkeit und der damit einhergehende erhöhte Schmelzenergiebedarf reduzieren sich die Schmelzleistungen aller am Markt erhältlichen Schmelzaggregate um bis zu 50 %.


    Feuchtigkeitsreaktiver Kleber:

    • PUR (Poly-Urethan-Reaktiv)
      Die Abkürzung PUR steht für einkomponentige, feuchtigkeitsreaktive Polyurethan-Hotmelts. Der Klebertyp PUR erfüllt höchste Anforderungen bezüglich Wärme-, Wasser-, Wasserdampf-, Reinigungsmittel und Lösungsmittelbeständigkeit. Die wesentlichen Vorteile im Vergleich zu EVA und PO sind: Hohe Wärmefestigkeit und hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit. PUR-Klebstoffe eignen sich ohne Einschränkung für die Anwendung im Innen- und Außenbereich (alle Materialien). PUR Kleber wird in Blöcken (Blöcke mit 2-18 Kg Gewicht) und Fässern mit einem Gewicht von 200 Kg angeboten. Ein Hersteller bietet auch PUR Granulat an. Der Kleber in Blockform hat eine kleinere Oberfläche im Vergleich zum Granulat. Durch die geringere Oberfläche verringert sich die Gefahr der Feuchtigkeitsvernetzung. Auf Grund der relativ niedrigen Arbeitstemperatur ist PUR in besonderem Maße für dünne thermoplastische Folien geeignet.
       
    • APAO-R (Amorphes-Poly-Alpha-Olefin-Reaktiv)
      Detaillierte Angaben zu dem Teil der Abkürzung APAO finden Sie unter APAO. Der Zusatz R in der Bezeichnung steht für reaktiv. Der APAO-R Kleber wird auf Basis von Polyolefin mit zusätzlich reaktiven Eigenschaften (siehe PUR) hergestellt. Der Kleber eignet sich für die Anwendung im Innen- und Außenbereich und wird in Blockform angeboten. Der APAO-R Kleber wird sehr selten eingesetzt.
       
    • Weißleim (PVA, PVAc, etc.)
      Der Weißleim hat einige Nachteile im Vergleich zu Schmelzklebstoffen. Der Energieverbrauch in der Produktion ist sehr hoch und die Produktionsgeschwindigkeit sehr niedrig, da der Wasseranteil von bis zu 50% verdampft werden muss. Zudem sind die Möglichkeiten in Bezug auf das Profilspektrum stark eingeschränkt (nur für einfache Profile mit wenig Konturen geeignet).
       
    • Lösungsmittelkleber (Polyurethane, etc.)
      Auf Grund neuer Emissionsschutzgesetze ist es nicht empfehlenswert in eine Maschine zu investieren, die Lösungsmittelkleber verarbeitet.

  • Wie kann die Klebermenge, die in der Produktion benötigt wird, kalkuliert werden?

    Formel:
    Breite des Ummantelungsmaterials in m X Transportgeschwindigkeit in m/min X 60 Minuten X Grammatur pro qm in Kg/qm
    = Klebermenge in Kg/Std.

    Beispiel:
    Ummantelungsmaterial 250 mm = 0,25 m X 40 m/min X 60 Minuten X 50g/qm = 0,05 Kg/qm
    = 30 Kg/Std.

    Sollen mehr als ⅔ der Kapazitäten unserer Schmelzaggregate genutzt werden, empfehlen wir Tests in unserem Betrieb durchzuführen. Die Schmelzleistung variiert je nach Klebertyp und Hersteller.

     

    Einige ummantelte Endprodukte.

    Die folgenden Endprodukte können aus den aufgelisteten Materialkombinationen hergestellt werden. Bitte bedenken Sie, dass die nachstehende Tabelle nur einen Bruchteil der Materialkombinationen widerspiegelt. Andere Kombinationen sind möglich.

    Die Entscheidung für einen Kleber, der in der Produktion eingesetzt werden soll hängt auch von den Temperatureinflüssen auf dem Transportweg des ummantelten Endproduktes ab. Aus dem vorgenannten Grund ist es möglich, dass sich die in der Tabelle aufgeführten Materialkombinationen ändern können.

    Für Kernmaterialien, die nicht aus Holzwerkstoffen, Sperrholz, Vollholz oder extrudiertem Holz (Nichtholz- Trägermaterialien) bestehen, können einige Behandlungen vor dem Ummanteln erforderlich sein. In jedem Fall sollte der entsprechende Kleberhersteller zu Rate gezogen werden, um eine Empfehlung zu geben, welche Behandlung durchgeführt werden sollte.

Kernmaterialien aus Kunststoff...

...,beispielsweise extrudiertes PVC, enthalten Substanzen, die sich mit der Zeit an der Oberfläche ablagern. Zusätzlich nimmt extrudiertes PVC auch Gleitmittel auf, die im Extruder verwendet werden. Aufgrund dessen sollte das Kernmaterial vor der Ummantelung mit einem Primerauftrag versehen werden. Der Primer kann mit Filz (nichtbrennbarer Primer) oder durch die Verwendung der neuen Primerauftragstechnologie aufgetragen werden (wässriger Primer). Der PrimeStar 2010 zum Auftragen von Primer ist eine Innovation von düspohl, die einen Entwicklungsstop von mehr  mehr als 25 Jahren auf dem Gebiet des Primerauftrages auf Kunststoff- und Metallprofile beendet. Um eine optimale Verklebung sicher zu stellen, wird die Oberflächenspannung der zu ummantelten Flächen verändert und die Oberflächen werden durch den Primer gereinigt.

Trägermaterialien aus Metall...

...können nach dem Ummantelungsprozess korrodieren. Die Korrosion kann die Kleberschicht zerstören, was dazu führt, dass die Verklebung bzw. das Ummantelungsmaterial abgelöst wird. Um der Korrosion vorzubeugen, wird zum Ummanteln ein vorbehandeltes Metall (lackiert, pulverbeschichtet, verchromt …) verwendet. Eine andere Lösung wäre, für den Fall, dass mit rohen und entfetteten Metallen gearbeitet wird (das Auftragen von Primer oder eine Kombination aus der Plasma- oder Koronamethode mit einem darauf folgenden Primerauftrag).