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Verfahren zur Herstellung einer vergüteten Platte aus Holz oder Holzwerkstoffen
Um Oberflächen von Sperrholz- und andern Trägerplatten aus Holzwerkstoffen lackieren zu können, müssen diese Platten mit einer Grundierung versehen werden. Das kann in der Weise geschehen, dass die
Oberfläche nach dem Einlassen mit Firnis ein-oder mehrmals gespachtelt und mit Grundfarben überzo- gen wird, wobei zwischen den einzelnen Arbeitsgängen meist noch geschliffen werden muss. Um dieses umständliche Verfahren zu verbessern, wurde z. B. vorgeschlagen, mit härtbaren Harzen getränkte Pa- piere heiss auf die Trägerplatte aufzupressen und dadurch einen glatten Untergrund zu schaffen, auf den nach dem Überschleifen die Lackschicht aufgebracht werden kann.
Es hat sich aber gezeigt, dass auf der glasharten Oberfläche die in der Anstrichtechnik verwendeten Lackfarben oft einen sehr mangelhaften
Verbund zeigen. Insbesondere haben die im Möbelbau vielfach verwendeten Lacke auf der Grundlage un- gesättigter Polyester eine überaus schlechte Haftung. Es ist weiterhin bekannt, zellulosehaltige Faserbah- nen, die zu Schichtstoffen verarbeitet werden sollen, mit Emulsionen zu imprägnieren, die Aminoplastharze und polymerisierbare Polyester enthalten (vgl. deutsche Auslegeschriften 1034012 und 1060137, deutsche Patentschrift Nr. 953897, brit. Patentschriften Nr. 722, 413 und Nr. 673, 849).
Die bisher bekanntgewordenen Verfahren haben keine breite Anwendung gefunden, weil entweder die Imprägnierlösungen organische Lösungsmittel enthielten und deshalb bei der Verarbeitung Schwierigkeiten bereiteten oder weil die so hergestellten vergüteten Trägerplatten zu der nachfolgenden Lackierung mit Polyesterharzen keinen genügenden Verbund besassen.
Die Aufgabenstellung der Erfindung geht dahin, vergütete Trägerplatten herzustellen, die mit Lakken, vorzugsweise auf Basis ungesättigter Polyesterharze mit monomeren Vinylverbindungen, einen guten Verbund ergeben.
Es wurde nun gefunden, dass man eine technisch vorteilhafte Lösung der vorerwähnten Aufgabenstellung erreicht, wenn man für die Herstellung der Imprägnierfolien wässerige Imprägniergemische verwendet, die folgende Komponenten enthalten :
1. ein wasserlösliches Harnstoff-, Melamin- oder Phenolformaldehydharz, vorzugsweise ein härtbares Aminoplastharz ;
2. ein wasserlösliches ungesättigtes Polyesterharz und gegebenenfalls
3. eine in Wasser lösliche oder darin emulgierbare monomere Vinylverbindung.
Bei Vorhandensein aller drei Komponenten werden die Mengenverhältnisse vorzugsweise so aufeinander eingestellt, dass die monomere Vinylverbindung zur Bildung von Additionspolymerisaten mit dem ungesättigten Polyesterharz befähigt ist. Die Mengen des Formaldehyd- und des Polyesterharzes sollen etwa im Verhältnis 4 : 6 bis 6 : 4 stehen. Hiedurch wird eine genügende Haftung sowohl zum Untergrund als auch zu der nachträglichen Polyesterlackierung erhalten.
Die Konzentration d-r Imprägnierflüssigkeit soll derart sein, dass die Menge des auf den Trägerstoff aufgebrachten Harzes (Kondensationsharz, Polyesterharz und monomere Vinylverbindung) etwa 50 - 15oslo
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Das Verfahren gemäss der Erfindung bietet den Vorteil, dass mit der Tränkflüssigkeit beliebige farbi- ge und bedruckte Dekorpapiere imprägniert werden können, ohne dass die Farben ausbluten. Bei dunklen
Farbtönen, vor allem bei schwarzem Untergrund, werden Oberflächen mit hoher Brillanz erhalten. In diesen Fällen wird die Fläche vor dem Aufbringen des Lacküberzuges zweckmässigerweise nachgeschlif- fen, um geringfügige Unebenheiten des Untergrundes zu beseitigen.
Vor dem Überziehen mit Klarlack können auf die geschliffene Fläche noch beliebige Muster, z. B. durch Aufspritzen mittels Schablone oder im Siebdruckverfahren aufgebracht werden. Ebenso kann die geschliffene Fläche auch mit farbig pigmen- tierten Anstrichstoffen lackiert werden.
Beispiel l : Die Bahn eines handelsüblichen Dekorpapiers mit Holzmaserdruck (Quadratmeterge- wicht von 150 g) wird mit einer Tränklösung imprägniert, die wie folgt hergestellt wird :
100 g wasserlöslicher Polyester
10 g Triallylcyanurat
1 g Kobaltnaphthenatlösung
3 g Cumolhydroperoxydemulsion
100 g Melaminharz
Das Polyesterharz wurde wie folgt hergestellt :
441 Gew.-Teile Maleinsäureanhydrid werden mit
198 Gew.-Teilen Endomethylentetrahydrobenzylalkohol und 132 Gew.-Teilen Polyglykol 1000, 125 Gew.-
Teilen Polyglykol 1500 und 132 Gew.-Teilen Polyglykol 2000 bei 100 - 1200C bis zur Homogenität zu- sammengeschmolzen, hierauf 122 Gew. -Teile Äthylenglykol, 62 Gew.-Teile Glycerin und 30,6 Gew. -
Teile Pentaerythrit eingetragen, wobei das Pentaerythrit vorher in der Wärme in dem Glycerin-Glykol-
Gemisch gelöst wurde, und nach Zugabe von 400 Vol.-Teilen Xylol azeotrop bis zu einer Säurezahl von 41 verestert. Anschliessend wird das Xylol bei 1600C und 35 Torr abgezogen und das Polyesterharz mit
0, 005% Hydrochinon stabilisiert.
Die Schmelze wird auf etwa 800C hemntergekühlt und mit 875 Gew.-
Teilen Wasser verdünnt.
Zur Herstellung des Melaminharzes werden 1000 Gew.-Teile einer wässerigen Formaldehydlösung und 650 Gew.-Teile Wasser bei 600C mit Natriumhydroxydlösung auf PH 8,0 eingestellt. Hiezu werden 567 g Melamin und 38 g Thioharnstoff bei 80 C gegeben. Die Mischung wird auf PH 9, 4 eingestellt und durch einstündiges Erhitzen bei 80 C ankondensiert. Anschliessend wird durch Vakuumdestillation auf 5 Wo Feststoffgehalt konzentriert und dann werden 16,5 g Hexantriol zugegeben. Es wird so lange erhitzt, bis eine Probe der Harzlösung bei Verdünnen mit der Hälfte ihres Volumens Wasser bei 200C eine leichte Trübung zeigt. Der pH-Wert wird bei 9,4 belassen.
Die Tränklösung wird mit Wasser verdünnt, bis die Auslaufzeit der Lösung aus dem DIN-Becher mit 4 mm Düse 14 sec beträgt.
Die Tränkung wird so eingerichtet, dass etwa 80-90% Festharz (auf Papiergewicht bezogen) im Papier verbleiben. Nach dem Trocknen des getränkten Papieres bei 700C wird eine elastische Folie erhalten, die auf Rollen gewickelt wird.
Zum Verpressen wird eine Spanplatte mit Harnstoffharzleim (z. B. Kauritleim mit Heisshärter) eingestrichen und ein entsprechend zugeschnittenes Stück der Folie aufgeiegt. Unter Verwendung eines Pressbleches wird die Folie in einer Sperrholzpresse bei 1000C und mit 12 kg/cm2 Druck 8 - 10 min lang aufgepresst. Nach dieser Zeit wird die Platte der geöffneten Presse heiss entnommen. Nach dem Abkühlen der vergüteten Spanplatte wird die Dekorschicht ohne jede weitere Vorbehandlung mit klarem Polyesterlack überzogen. Die Lackschicht kann nach dem Aushärten noch geschliffen und poliert werden, wenn eine hochglänzende Oberfläche verlangt wird.
Beispiel 2 : Die Bahn eines handelsüblichen Dekorpapiers mit Holzmaserdruck (Quadratmetergewicht von 150 g) wird mit einer Tränklösung imprägniert, die wie folgt hergestellt wird :
100 g wasserlöslicher Polyester
10 g Monostyrol
3 g handelsüblicher Emulgator
1 g Kobaltnaphthenatlösung
3 g Cumolhydroperoxyd
100 g Melaminharz wie in Beispiel 1
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Das Polyesterharz wurde wie folgt hergestellt :
405 Gew.-Teile Maleinsäureanhydrid wurden mit
103 Gew.-Teilen Nonenylbernsteinsäureanhydrid, 209 Gew.-Teilen n-Oktanol, 106 Gew.-Teilen Poly- glykol 1000,100 Gew. -Teilen Polyglykol1500 sowie 160 Gew.-Teilen Polyglykol 2000 bei 110 - 1200C bis zur Homogenität der Schmelze erwärmt, die vorher gesondert hergestellte Mischung von 352 Gew. i Teilen Tricyclodecandiol, 63 Gew.-Teilen Glycerin und 31 Gew.-Teilen Pentaerythrit in der Wärme
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ser auf 401o Feststoffgehalt verdünnt.
Die weitere Verarbeitung erfolgt wie in Beispiel 1.
) Beispiel 3 : Die Bahn eines handelsüblichen Dekorpapiers mit Holzmaserdruck (Quadratmeterge- wicht von 150 g) wird mit einer Tränklösung imprägniert, die wie folgt hergestellt wird :
100 g wasserlöslicher Polyester
10 g Diallylphthalat
3 g handelsüblicher Emulgator 1 g Kobaltnaphthenatlösung
3 g Cumolhydroperoxyd
100 g Melaminharz wie in Beispiel 1.
Das Polyesterharz wurde wie folgt hergestellt : 385 Gew. -Teile Maleins, âureanhydrid 238 Gew.-
Teile n-Oktanol, 118 Gew.-Teile Polyglykol 1000,118 Gew.-Teile Polyglykol 1500 und 131 Gew.-
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- 900Cdünnt.
Die weitere Verarbeitung erfolgt wie in Beispiel 1.
Beispiel 4 : Eine 1, 10 m breite endlose Bahn aus gefülltem fx-Cellulosepapier wird mittels einer
Luftbürstenstreichmaschine mit einer wässerigen Lösung aus
25 Gew.-Teilen Harnstoffharz (I)
16 Gew.-Teilen Polyesterharz (II)
3 Gew.-Teilen Cumolhydroperoxyd
1 Gew.-Teil einer 25% igen
Kobaltnaphthenatlösung in Xylol und
46 Gew.-Teilen Wasser, in die zusätzlich
8 Gew.-Teile Monostyrol emulgiert werden, bestrichen (Lösung A).
Das wasserlösliche Harnstoffharz (I) wird in üolicher Weise durch Kondensation von Harnstoff mit wässeriger Formaldehydlösung hergestellt.
Der verwendete wasserlösliche Polyester (II) wird entsprechend Beispiel 1 aus Maleinsäureanhydrid, Tricyclodecenol, Glycerin, Pentaerythrit, Äthylenglykol und drei Polyäthylenglykolen mit einem Molekulargewicht von 1000,1500 und 2000 durch azeotrope Veresterung und anschliessendes Abdestillieren des Schleppmittels im Vakuum hergestellt.
Nach anschliessender Trocknung bei einer Temperatur von 500C und einer Trockenzeit von 45 min in einer üblichen Hängetrockeneinrichtung wird die einmal imprägnierte Bahn aufgerollt.
Für den zweiten Auftrag wird die Folie so umgedreht, dass nunmehr die vorher nicht beschichtete Seite (Siebseite des Papiers) über die im ersten Arbeitsgang beschriebene Einrichtung mit einer 50% gen Lösung (Lösung B) eines wasserlöslichen Melaminharzes (III), das auf üblichem Wege aus Melamin, Formalin, Paraformaldehyd und Methanol hergestellt worden ist und der 20(5to einer 50% gen wässerigen Lösung des in Beispiel 4 beschriebenen Harnstoffharzes (1) sowie 20 eines üblichen Heisshärters zugemischt sind, bestrichen und darauf wie nach dem ersten Aufstrich getrocknet. Die Beschichtungsmenge wird so eingestellt, dass eine maximale Melaminharzauflage von 25% des Papiergewichtes (trocken auf trocken gemessen) der Bahn aufliegt.
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Die wieder aufgerollte Bahn wird erneut umgedreht und zum zweiten Mal mit Lösung A bestrichen.
Nach dem dritten Strich soll eine Gesamtharzeinlage (Melamin- und Polyester-Formaldehydharz trocken) von 98% erreicht sein. Die fertige Folie wird nach dem letzten Trocknen in Längen von 300 m aufgewikkelt und in Spezialtrommeln zum Versand verpackt.
Beispiel 5: Eine 1,10 m breite endlose Bahn aus gefülltem a-Cellu1osepapier wird entsprechend Beispiel 4 in drei hintereinander erfolgenden Aufstrichen imprägniert, jedoch mit dem Unterschied, dass an Stelle der zweimal verwendeten Lösung A eine Lösung C aus :
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2 Gew.-Teilen Cumolhydroperoxyd
1 Gew.-Teil einer 25% eigen
Kobaltnaphthenatlösung in Xylol und 37 Gew. -Teilen Wasser verwendet wird, wobei der Polyester durch Modifizierung der Ausgangsstoffe (Erhöhung des Maleinsäure- gehaltes) härter eingestellt wurde. Sonst wird wie im Beispiel 4 verfahren, d. h. einmal mit Lösung C bestrichen, nach Zwischentrocknung einmal mit Lösung B bestrichen und nach erneuter Zwischentrock- nung wieder mit Lösung C.
Nach dem letzten Auftrag, der eine Harzauflage von 94% ergeben hat, wird getrocknet und die Folie in Spezialtrommeln aufgewickelt zum Versand gebracht.
Beispiel 6: Eine entsprechend den Beispielen 4 und 5 verwendete Papierbahn wird in einer Tränkwanne beidseitig mit Lösung A zweimal mit Zwischentrocknung getränkt und anschliessend mit einer zweiten Bahn, die in einer gesonderten Wanne mit Lösung B ebenfalls unter Zwischentrocknung zweimal getränkt wird, zusammen auf einer rotiereiiden Trockenwalze bei 650C getrocknet. Die hiedurch verklebten Bahnen werden nach Aufbringen eines Melaminklebestriches auf die Melaminseite bei 100 C und mit 8 kg/cn ? auf eine Spanplatte gepresst und lassen sich nach der Verpressung an der Oberfläche (Polyesterseite) vorzüglich schleifen und mit einer pigmentierten Polyesterdeckschicht lackieren.
Vom Holz herrührende Unruhen und Inhaltsstoffe werden durch die harte und undurchlässige Melaminschicht abgefangen, so dass nach dem staubfreien Trocknen der Polyesterlackierung eine spiegelblanke, völlig ruhige Oberfläche entsteht.
Beispiel 7 : Zwei Papierbahnen werden entsprechend Beispiel 6 getrennt imprägniert, wobei die eine Bahn aus einem ungebleichten Natronkraftpapier von 80 g/rn mit einer Saughöhe von 35 mm und die andere aus einem hochgefüllten ot-Cellulosepapier von 100 g/m mit einer Saughöhe von 10 mm besteht, das Natronkraftpapier mit der Melaminharzlösung, das cc-Cellulosepapier mit der Polyesterlösung imprägniert und an Stelle der Lösung A (Beispiel 4) die Lösung C (Beispiel 5) verwendet wird, der zusätzlich 20% tri02 zur Pigmentierung beigegeben werden. Die Lösung wird mit Wasser wieder auf eine Imprägnierkonsistenz von 16 sec Auslaufzeit im DIN-Becher mit 4 mm Düse eingestellt.
Beide Bahnen werden getrennt in-einer Hängetrockeneinrichtung bei 500C getrocknet und getrennt aufgewickelt. Sie werden nach dem Trocknen gemeinsam aber eine rotierende Trockenpresse gegeben, nachdem zwischen die Papierbahnen mittels einer Auftragsrolle eine Polyester-Melaminharz-Klebemasse folgender Zusammensetzung aufgebracht worden ist :
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9 Gew.-Teile feinverteiltes45, 6 Gew.-Teile Wasser.
Die Mischung wird zweimal über die Ein-Walze gegeben und anschliessend mit 1 Teil einer 25% eigen Kobaltnaphthenatlösung in Xylol und 4 Teilen Cumolhydroperoxyd versetzt. Die so verklebte Folie eignet sich nach dem Aufbringen eines Epoxyharzklebers ganz besonders gut als Grundierfolie für Metalloberfläehen und gibt nach einmaligem Schleifen mit einem Schleifpapier mit 180er Körnung und anschliessendem Lackieren mit einem nichtpigmentierten Decklack eine vorzügliche weisse Oberfläche.