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Verfahren zur Herstellung von Dekorfolien
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dekorfolien durch Tränkung eines saugfä- higen, pigmenthaltigen, vorzugsweise bedruckten oder gefärbten Papiers mit Lösungen, die ein Gemisch aus einem modifizierten Kunstharz und einem Härtungsmittel enthalten, und anschliessender Trocknung.
Es sind bereits verschiedene kunstharzgetränkte, gefärbte und bzw. oder mit graphischen Dekors oder Holzimitationen bedruckte Folien bekannt, die in der Möbelindustrie nach der üblichen Furniertechnik verarbeitet werden. Zur Herstellung dieser Folien werden durchwegs pigmentgefüllte Papiere mit einer Flächenwichte von 80 bis 220 g/m verwendet, die mit Kunstharzen, wie Melaminharzen, MelaminHarnstoff-Mischharzen, ungesättigten Polyesterharzen, Gemischen aus Melamin-und Polyesterharzen oder Gemischen aus Harnstoffharzen und Polyesterharzen, getränkt werden.
Die durch Tränkung mit Melamin-Hamstoff-Mischharzen erhaltenen Folien eignen sich im allgemeinen nicht zur nachträglichen Lackierung mit Lacken aus ungesättigten Polyesterharzen, da hiebei Haftschwierigkeiten auftreten. Derartige Folien werden deshalb zur Oberflächenvergütung im Pressverfahren mit Overlay beschichtet.
Die Haftschwierigkeiten von Lacken aus ungesättigten Polyesterharzen können vermieden werden, wenn bei der Folienherstellung zur Tränkung des Papieres Gemische ungesättigter Polyesterharze verwendet werden. Derartige Harze sind jedoch verhältnismässig teuer, so dass sie nur für Folien mit höchsten Gebrauchswerten verwendet werden.
Alle diese durch Tränkung von pigmentgefüllten Papieren hergestellten Folien besitzen aber nur ein begrenztes Lagerungsvermögen und sind unter den üblichen Lagerungsbedingungen auch bei sorgfältiger Verpackung lediglich bis maximal ein Jahr einwandfrei verarbeitungsfähig.
Neben diesen Folien sind für die gleichen Zwecke auch noch mit Melaminmischharzen partiell getränkte, unpigmentierte Folien bekannt, deren Basis hochfest geleimtes Papier ist. Ausser der ebenfalls begrenzten Lagerungsfähigkeit besteht der wesentliche Nachteil dieser Folien in der Gefahr des Harzdurchschlages durch die unbeharzte Mittelzone, wodurch transparente Flecken oder Flächen entstehen. Einer Lackierung dieser Folien mit Polyesterlacken steht die mangelnde Festigkeit der inneren, nicht mit Harz getränkten Papierzone und die mangelnde Haftfestigkeit derPolyesterlacke auf der Folienoberfläche entgegen.
Zweck der Erfindung ist es, die oben geschilderten Nachteile zu vermeiden.
Es bestand somit die Aufgabe, eine Folie zu entwickeln, die unter Verwendung leicht zugängiger Ausgangsmaterialien hergestellt werden kann, die eine Lackierung, auch mit Lacken aus ungesättigten Polyesterharzen, ohne Schwierigkeiten gestattet und die schliesslich eine hohe Lagerungsfähigkeit besitzt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass man saugfähige, pigmenthaltige, vorzugsweise bedruckte oder gefärbte Papiere mit einem Gemisch aus wässerigen Kunstharzlösungen und einem Härtungsmittel tränkt und die so behandelten Papiere anschliessend trocknet, wobei die Tränkung erfindungsgemäss mit
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einer wässerigen Kunstharzlösung vorgenommen wird, die ein mit einwertigen Alkanolen, mit Alkylbzw. Alkanolaminen oder A1ky1- bzw.
Alkanol-keto-hexahydro-1, 3, 5-triazinen modifiziertes Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat mit einer Molmasse von maximal 1000 und übliche Mengen eines Härtungsmittels, das in der Kälte nicht, in der Hitze aber sehr stark wirksam wird, enthält, wobei das Molverhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd 1 : > 1, 5, vorzugsweise l : l, 8 bis 1 :
2,5 beträgt und die Modifizierungsmittel in Mengen von 2 bis 10 Gewet bezogen auf den Feststoffgehalt an modifiziertem Hamstoff-Formaldehyd-Vorkondensat, vorliegen und bei der Tränkung in das Papier 30 bis 80 Gew.-lo, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-o Festharz, bezogen auf die Papiermasse, eingebracht werden und dass das so getränkte Papier auf eine Feuchte von 3 bis 6 Gew. -p/o, vorzugsweise 4 bis 5 Gew.-o getrocknet wird.
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Als Härtungsmittel haben sich solche Salze von Aminen, insbesondere des Pyridins und seiner Homologen, als besonders geeignet erwiesen, die bis zu Temperaturen von 400C nicht merklich reagieren und erst oberhalb dieser Temperatur mit brauchbaren Härtungsgeschwindigkeiten wirksam werden.
Das erfindungsgemäss zur Tränkung verwendete Kunstharz-Härtungsmittel-Gemisch bewirkt, dass bei Verwendung bedruckter Dekorpapiere ein Ausbluten der üblicherweise zur Dekorpapierherstellung verwendeten Druckfarben nicht eintritt.
Durch die hohe Stabilität der Tränklösungen ergibt sich der Vorteil ihrer praktisch unbegrenzten Verwendbarkeit in kontinuierlich oder auch nur einschichtig produzierenden Anlagen.
Infolge der unbegrenzten Verdünnbarkeit der Kunstharz-Härtungsmittel-Gemische mit Wasser ergeben sich nicht nur Vorteile bei der Reinigung der Tränkungsapparaturen, sondern die Einstellung des Festharzgehaltes des Papieres wird durch die grossen Variationsmöglichkeiten bezüglich der Konzentration der Tränkungslösung wesentlich erleichtert.
Mit dem Verfahren werden völlig gleichmässige Tränkeffekte erzielt. Die erhaltene Dekorfolie besitzt, vor Feuchtigkeit geschützt, bei Raumtemperatur eine unbegrenzte Lagerfähigkeit. Die Folie kann auf die verschiedensten Werkstoffe aufgeklebt und weiterhin mit allen Lacken, auch solchen aus ungesättigten Polyesterharzen, lackiert werden. Auch eine Beschichtung der Folien mit Overlays ist ohne Schwierigkeiten möglich.
Die Tränkung der Papiere kann ohne weiteres in den hiefür bekannten Apparaturen, wie beispielsweise Imprägnierwannen mit nachgeschalteten Transport- und Abquetschwalzen, vorgenommen werden.
Der Festharzgehalt im Papier wird dabei in bekannter Weise, z. B. durch Variation der Konzentration der Tränklösung oder durch eine entsprechende Einstellung der Abquetschwalzen reguliert. Die Trocknung geschieht in üblicher Weise, z. B. in Horizontal- oder Vertikaltrocknern oder auch in der Hänge, bei einer Temperatur des Trocknungsmediums bis zu 1300C.
Bei den in den nachstehenden Beispielen genannten Teilen und Prozenten handelt es sich um Gewichtsteile und Gewichtsprozente, die Verhältnisse sind Gewichtsverhältnisse.
Beispiel l : Eine 1280 mm breite Bahn eines ungeleimten Sulfatzellstoffpapiers, das eine Flächenwichte von 120 giert und eine Saughöhe von 30 mm besass, das ferner 7% Eisenoxydgelb als Pigment enthielt und mit Sapelitextur bedruckt war, wurde bei einer Temperatur von 200C in einer Imprägnierwanne mit 300 1 Fassungsvermögen, der Transport-und Abquetschwalzen nachgeschaltet waren, mit einer wässerigen Kunstharzlösung getränkt, die einen Feststoffgehalt von etwa 4 < besass und wie folgt hergestellt wurde :
In 855 Teilen einer 37% eigen wässerigen Formaldehydlösung und 430 Teilen einer 40% gen wässerigen Lösung von 1-Methyl-4-keto-hexahydro-1, 3, 5-triazin, wurden 270 Teile Harnstoff unter Rühren gelöst.
Diese Lösung wurde auf eine Temperatur von 700C erwärmt, nach 60 min mittels 30% figer Salzsäure ein pH-Wert von 3, 9 eingestellt und nachdem auf eine Temperatur von 50 C abgekühlt und eine Viskosität von 65 cP erreicht war, mit Natronlauge neutralisiert. 1425 Teile der so erhaltenen Harzlösung wurden mit 85 Teilen einer 50% gen wässerigen Lösung von 2, 6-Lutidin-hydrochlorid versetzt und vermischt.
Die Zeit vom Eintauchen der Papierbahn in die Tränklösung bis zum Erreichen der Äbquetschwal- zen betrug 10 sec. Durch Einstellen der Abquetschwalzen wurde die Harzaufnahme des Papiers so geregelt, dass die aufgenommene Festharzmenge 45go, bezogen auf die absolut trockene Papiermasse, betrug. Nach-Verlassen der Abquetschwalzen wurde die Papierbahn in einem Horizontaltrockner innerhalb von 2 min auf eine Feuchte von 3 bis älo getrocknet. Die Temperatur im Trockner betrug dabei 1200C.
Die so hergestellte Dekorfolie wurde analog der Fumiertechnik weiterverarbeitet. Auf eine egalisierte Spanplatte wurde ein mit Mineralweiss im Verhältnis 1 : 1 gefüllter Harnstoff-Formaldehyd-Leim
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aufgetragen. Dann wurde die Dekorfolie aufgelegt und in einer Furnierpresse bei einer Temperatur von 1150C verleimt. Die auf diese Weise erhaltene Oberfläche zeigte gegenüber Wasser kein Saugvermögen mehr. Sie wurde mit einem säurehärtenden Lack in einer Lackgiessmaschine beschichtet. Die erzielte Trockenfilmdicke betrug 100 um. Die Qualität dieser Oberfläche ist in bezug auf die Beanspruchung der Lackfläche lediglich von der Qualität des Lackes abhängig. Es wird kein Poreneinfall sichtbar, und nach Klimawechsellagerung können nur durch den Untergrund bedingte leichte Unruhen in den Oberflächen eintreten.
Zur Prüfung der Scherfestigkeit wurde ein Stück Dekorfolie mit Aminoplastk1ebfolien zwischen 5 mm dicken Buchendickten heiss verleimt. Die Scherprüfung ergab eine Festigkeit von 70 bis 80 kp/cmz nach Raumklimalagerung und eine solche von 25 bis 35 kp/cm nach 24stündiger Wasserlagerung.
Beispiel 2 : Eine 670 mm breite Bahn eines ungeleimten Sulfitzellstoffpapiers, das eine Flächenwichte von 140 g/m ? und eine Saughöhe von 34 mm besass, das ferner 40/0 Eisenoxydgelb und 810 Titanweiss als Pigment enthielt und mit einer Nussbaumtextur bedruckt war, wurde bei einer Temperatur von 200C in der in Beispiel l beschriebenen Apparatur mit einer wässerigen Kunstharzlösung getränkt, die einen Feststoffgehalt von etwa 451/0 besass und wie folgt hergestellt wurde :
In 1950 Teilen einer 37% eigen wässerigen Formaldehydlösung mit einem pH-Wert von 8,0 wurden 600 g Harnstoff gelöst.
Im Anschluss daran wurde die erhaltene Lösung innerhalb von 20 min auf eine Temperatur von 700C erwärmt und diese Temperatur 60 min unter Rühren beibehalten. Danach wurden in die Lösung 600 Teile Methanol eingerührt. Der pH-Wert wurde mittels konzentrierter Salzsäure auf einen Wert von 2,5 gebracht.
Diese Lösung wurde dann auf eine Temperatur von 450C abgekühlt und bei dieser Temperatur 1 h gerührt. Danach wurde durch Zugabe von 5 n Natronlauge ein pH-Wert von 7 eingestellt. Die so behandelte Lösung wurde im Vakuum bei einer Temperatur von 430C auf eine Dichte von 1, 22 eingeengt, wodurch eine Harzlösung mit einem Feststoffgehalt von 600lu erhalten wurde. 750 Teile dieser Harzlösung wurden dann mit 220 Teilen Wasser und 30 Teilen einer 50% eigen wässerigen Lösung des Hydrochlorids eines Pyridinbasengemisches mit einem Siedebereich von 130bis 1600C versetzt und vermischt.
Die Zeit vom Eintauchen der Papierbahn in die Tränklösung bis zum Erreichen der Abquetschwalzen betrug 12 sec. Durch Einstellen der Abquetschwalzen wurde die Harzaufnahme des Papiers so geregelt, dass die aufgenommene Festharzmenge 6rP/o, bezogen auf die absolut trockene Papiermasse, betrug. Nach Verlassen der Abquetschwalze wurde die Papierbahn analog Beispiel l getrocknet.
Die so hergestellte Dekorfolie wurde nach bekannter Technologie mittels einer Klebfolie auf Carbamidbasis aufgeleimt. Die Klebung erfolgte bei einer Temperatur von 1050C in einer Fumierpresse.
Die so erhaltene Oberfläche wurde in einer Lackgiessmaschine mit ungesättigtem Polyesterlack üblicher Herstellungsart beschichtet (Trockenfilmdicke 220 um) und anschliessend nach bekannter Technologie endbearbeitet. Die Qualität der so erhaltenen Oberfläche ist in bezug auf die Beanspruchung der Lackfläche lediglich von der Qualität des Lackes abhängig. Es wird kein Poreneinfall sichtbar, und nach Klimawechsellagerung können nur durch den Untergrund bedingte leichte Unruhen in der Oberfläche eintreten.
Zur Prüfung der Scherfestigkeit wurde ein Stück Dekorfolie mit Aminoplastklebfolien zwischen 5mm dicken Buchendickten heiss verleimt. DieScherprüfung ergab eine Festigkeit von 85 bis 115 kp/cm nach Raumklimalagerung und eine solche von 32 bis 49 kp/crn nach 24stündiger Wasserlagerung.
Beispiel 3: Eine Papierbahn gemäss Beispiel 1 wurde in der dort beschriebenen Apparatur mit
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wässerigen Lösung von Pyridin-hydrochlorid und 25 Teilen Wasser versetzt und vermischt.
Die Zeit vom Eintauchen der Papierbahn in die Tränklösung bis zum Erreichen der Abquetschwalzen betrug 10 sec. Durch Einstellen der Abquetschwalzen wurde die Harzaufnahme des Papiers so geregelt, dass die aufgenommene Festharzmenge 75%, bezogen auf die absolut trockene Papiermasse, betrug.
Nach Verlassen der Abquetschwalzen wurde die Papierbahn analog Beispiel 1 getrocknet.
Die auf diese Weise erhaltene Dekorfolie wurde wie folgt weiterverarbeitet : Eine Spanplatte wurde mit dem in Beispiel l beschriebenen Leim gleichmässig beschichtet. Nach dem Auflegen der Dekorfolie wurde bei einer Temperatur von 1150C verleimt. Dabei wird die Dekorfolie völlig ausgehärtet und gleichzeitig fest mit der Unterlage verbunden. Die so erhaltene Oberfläche wurde mit einem Möbellack auf Basis Nitrocellulose endbehandelt. Die Qualitätseigenschaften der Oberfläche entsprechen den in
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Beispiel 1 beschriebenen.
Zur Prüfung der Scherfestigkeit wurde ein Stück Dekorfolie mit Aminoplastklebfolie zwischen 5 mm
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bedruckt, wurde in der im Beispiel l beschriebenen Apparatur mit einer Kunstharzlösung getränkt, die etwa 52% Feststoff enthielt und wie folgt hergestellt worden war : In 2100 Teilen einer 30% gen wässerigen Formaldehydlösung und 1440 Teilen einer 33% gen wässerigen Lösung von 1-Oxyäthyl-4-keto- - hexahydro-1, 3, 5-triazin wurden 540 Teile Harnstoff gelöst. Danach wurde die Lösung auf eine Temperatur von 700C erwärmt, 60 min bei dieser Temperatur gehalten und anschliessend der PH- Wert mittels konzentrierter Salzsäure auf einen Wert von 3,5 gebracht.
Die so behandelte Lösung wurde auf eine Temperatur von 500C abgekühlt und, nachdem eine Viskosität von 20 cP erreicht war, sofort mit 5 n Natronlauge neutralisiert. Diese 35% igue Harzlösung wurde im Vakuum bei einer Temperatur von 40 C auf einen Feststoffgehalt von 52% eingeengt. 1000 Teilen der eingeengten Lösung wurden 35 Teile einer 50% gen Lösung von salzsaurem Pikolin unter Rühren zugesetzt.
Die Zeit vom Eintauchen der Papierbahn in die Tränklösung bis zum Erreichen der Abquetschwalzen betrug 25 sec. Durch Einstellen der Abquetschwalzen wurde die Harzaufnahme des Papiers so geregelt, dass die aufgenommene Festharzmenge 75% bezogen auf die absolut trockene Papiermasse. betrug. Nach Verlassen der Abquetschwalzen wurde die Papierbahn analog Beispiel l getrocknet.
Die auf diese Weise hergestellte Dekorfolie wurde wie folgt weiterverarbeitet : Auf eine Faserplatte wurde eine Klebfolie auf Basis Carbamidharz, darauf die beispielsgemäss hergestellte Dekorfolie und
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bezogen auf die absoluttrockene Papiermasse,1400C im Oberflächenpressverfahren verleimt.
Die so erhaltene Oberfläche ist gebrauchsfertig oder kann durch eine weitere Nachbehandlung, z. B.
Schleifen oder Bürsten, mit besonderen Oberflächeeffekten versehen werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Dekorfolien durch Tränkung eines saugfähigen, pigmenthaltigen, vorzugsweise bedruckten oder gefärbten Papiers mit Lösungen, die ein Gemisch aus einem modifizierten Kunstharz und einem Härtungsmittel enthalten, und anschliessende Trocknung, dadurch gekennzeichnet, dass die Tränkung mit einer wässerigen Kunstharzlösung vorgenommen wird, die ein mit einwertigen Alkanolen, mit Alkyl-bzw. Alkanolaminen oder Alkyl- bzw.
Alkanol-keto-hexahydro- - 1, 3, 5-triazinen modifiziertes Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat mit einer Molmasse von maximal 1000 und übliche Mengen eines Härtungsmittels, das in der Kälte nicht, in der Hitze aber sehr stark wirksam wird, enthält, wobei das Molverhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd 1 : > 1, 5, vorzugsweise 1:1,8 bis 1:2,5, beträgt und die Modifizierungsmittel in Mengen von 2 bis 10 Gew.-% vorzugsweise 4 bis 6 Gew.-lo, bezogen auf den Feststoffgehalt an modifiziertem Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat,
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