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Verfahren zur Herstellung thermohärtender Überzüge Überzüge aus Kunstharzen, die durch Polymerisation oder Polyaddition eine Aushärtung erfahren, finden in der holzverarbeitenden Industrie, wie z. B. dem Möbelbau, dank ihrer guten Eigenschaften eine zunehmende Anwendung. Solche Überzüge auf der Basis härtbarer ungesättigter Polyesterharze, Alkydharze oder Epoxyharze ergeben einen hervorragenden Oberflächenschutz von hoher Zähigkeit, Schlagfestigkeit, Abriebfestigkeit, Witterungsbeständigkeit und chemischer Resistenz.
Überzüge aus den genannten Materialien, die im Handel als Zweikomponenten-Lacke bekannt sind, können im Tauchverfahren, durch Spritzen, nach dem "curtain coating" Verfahren oder mit Hilfe des Pinselauftrages auf die Holzoberfläche aufgetragen werden, wobei die Einstellung der erforderlichen Viskosität durch Zugabe geeigneter Lösungsmittel erfolgen kann. Kennzeichnend für die Zweikomponenten-Lacke ist die Eigenschaft, nach Zugabe der zweiten Komponente (Härter oder Katalysator) bei Zimmertemperatur durch Copolymerisation und Vernetzung auszuhärten. Die so gebildeten makromolekularen Filme zeichnen sich durch grosse Härte, gute chemische Beständigkeit und gute mechanische Eigenschaften aus.
Die Aushärtezeit für Zweikomponenten-Lacke ist abhängig von der Temperatur. Handelsübliche Polyesterlacke oder Epoxylacke benötigen bei Zimmertemperatur 12 bis 24 h, bei 160 bis 2000C jedoch lediglich 40 bis 60 sec Aushärtezeit.
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pulverisierten Füllstoffen verwendet wird. Zwecks gleichmässigen Auftragens der Mischung auf die Unterlage wird letztere zusammen mit der aufgegebenen Mischung durch eine geheiztes Walzenpaar gezogen, das unter Druck steht.
Diese Auftragsmethode hat jedoch gewisse Nachteile, insbesondere bei Filmauftrag geringer Stärke, da bei höherem Anpressdruck der Walzen die auf die Unterlage aufgegebene Mischung vor der oberen Walze seitlich weggedrückt wird und den Rand der Unterlage unterläuft.
Wird ein solches Polyestergiessharz auf die zu beschichtende Unterlage kurz vor die obere Auftragswalze gegeben, so wird nur ein Teil des Harzes auf die Unterlage übertragen. Ein weiterer Teil bleibt jedoch an der Walze haften. Dies ergibt eine Spaltung des zwischen Walze und Unterlage gebildeten Films, was einen unruhigen, Längswellen aufweisenden Überzug ergibt. Stellt man die Walze gegen die Unterlage satt an, um den Spaltdruck zu erhöhen, so wird das Giessharz vor dem Spalt weggedrückt, und man erhält eine zu geringe Filmdicke. Nach diesem bekannten Verfahren ist es nicht möglich, einen dicken und porenfreien Film herzustellen, da bei grösserer Spaltbreite der grössere Teil des Giessharzes auf der Auftragswalze haften bleibt und teilweise verdunstet.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung thermohärtender Überzüge oder Filme auf starren oder flexiblen Flächengebilden, insbesondere auf cellulosehaltigen Trägern, wie Spanplatten, Holzfaserplatten, Sperrplatten, Holzplatten u. dgl. durch Auftragen eines thermoreaktiven Harzes auf
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den Träger. Die Erfindung hat unter anderem das Ziel, ein lösungsmittelfreies Verfahren zu schaffen, welches die oben erwähnten Nachteile bekannter Verfahren nicht aufweist.
Erfindungsgemäss wird das thermoaktive Harz bzw. eine Harzmischung, in fester, schmelzbarer
Form kontinuierlich in den Walzenspalt zweier geheizter, gegenläufiger Walzen eindosiert und dort der
Vorpolymerisation unterworfen und dann wird der zum Walzenspalt austretende Film von der einen dieser Walzen abgenommen und von ihr direkt oder über eine Offsetwalze auf das Flächengebilde übertragen und unter der Einwirkung von Wärme und Druck vollständig ausgehärtet.
Je nach Reaktionsablauf benötigt der vorgehärtete oder fast vollständig ausgehärtete und auf den
Träger übertragene Film nur noch eine kurzzeitige Einwirkung einer Wärmequelle, wie Infrarotstrahlen oder Hochfrequenzheizung, sowie die Einwirkung einer Druckwalze zwecks Verdichtung, um in voll ausgehärtetem Zustand und mit trockener Oberfläche die Auftragsvorrichtung mit dem Träger zu verlassen. Das Verfahren eignet sich demnach bestens für die Fliessbandfertigung von beschichteten
Trägern, da die mit trockener Oberfläche die Auftragsvorrichtung verlassenden, beschichteten Träger beispielsweise zum sofortigen Weitertransport durch Gummisauggreifer ohne Verletzung ihrer
Oberfläche geeignet sind.
Da beim erfindungsgemässen Verfahren aus der Schmelze gearbeitet wird und nicht mit Lösungen, wird ein in Dicke und Viskosität gleichbleibender Film auf die Unterlage übertragen, unbesehen, ob diese unterschiedliche, saugfähige oder poröse Oberflächenpartien aufweist oder nicht. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass bei gleichbleibendem Walzenspalt und Anpressdruck immer eine genau reproduzierbare und zum voraus einstellbare Harzmenge pro Flächeneinheit aufgetragen wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren soll an einem Beispiel erläutert werden :
Ein handelsübliches festes Polyesterharz (welches durch Kondensation von Phthalsäure oder Isophthalsäure mit Äthylenglykol gebildet wurde) wird auf einem Mischwalzwerk zum Schmelzen gebracht und mit 30% N-Vinylcarbazol oder präpolymerisiertem Diallylphthalat versetzt.
Anschliessend erfolgt bei möglichst niedriger Temperatur die Zugabe von 2 Gew.-% eines
Katalysators in Form von Benzoylperoxyd oder Dicumylperoxyd zusammen mit 0, 2% Inhibitor wie z. B.
Hydrochinon. Die Mischung wird unterhalb der Zersetzungstemperatur des Peroxyds, vorzugsweise zwischen 60 und 1200C vorgenommen. Nach erfolgter homogener Durchmischung aller Komponenten werden der geschmolzenen Mischung 30 bis 50 Gew.-% Füllstoffe und Pigmente, wie Holzmehl, Kalciumcarbonat, Titandioxyd zugemischt. Die mit dem Füllstoff versehene Mischung wird erkalten gelassen und durch Vermahlen in ein rieselfähiges Produkt übergeführt. Das so erhaltene körnige thermoaktive Harz wird über eine Dosiervorrichtung in den Walzenspalt zweier gegenläufiger, auf 120 C geheizter Walzen gegeben, wo es aufgeschmolzen und während der Verweilzeit im Walzenspalt der Vorpolymerisation unter Zunahme der Viskosität unterworfen wird.
Der Grad der Vorpolymerisation kann einerseits durch Veränderung der Walzentemperatur und anderseits durch Veränderung der Verweilzeit im Walzenspalt genau reguliert werden. Das thermoaktive Harz legt sich in Form eines viskosen Films um eine oder beide Walzen und wird entweder direkt oder über eine Drittwalze, die vorzugsweise mit Silicongummi belegt ist, auf den Träger übertragen. Der auf dem Träger aufgebrachte Film wird anschliessend im Hochfrequenzfeld oder durch Wärmestrahlung kurzzeitig auf 2000C erwärmt, und anschliessend durch eine gekühlte oder beheizte Druckwalze unter hohem Druck verdichtet, mattiert oder poliert, um beim Abkühlen mit der Unterlage fest verbunden zu werden. Je nach der erforderlichen Aushärtezeit und Durchlaufgeschwindigkeit des Trägers kann eine weitere Wärmeeinwirkung zur vollständigen Aushärtung vorgesehen werden.
Nachdem das thermoreaktive Harz kein Monostyrol als monomeren Vernetzer enthält, kann der von der Walze auf den Träger übertragene Film unmittelbar auf hohe Temperatur zwecks Restaushärtung gebracht werden, ohne Blasenbildung durch verdampfendes Vernetzungsmittel befürchten zu müssen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass der nach erfolgter Restaushärtung auf ungefähr 200 C erhitzte Film noch plastisch ist und mittels gekühlter Druck-und Gegendruckwalze oberflächlich geprägt, mattiert oder auf Glanz gebracht werden kann.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist nicht nur auf die Befilmung steifer Träger wie Spanplatten, Bleche od. ähnl. Träger beschränkt. Es können auch flexible Träger, wie Synthesevlies, vorimprägnierte Papiere, Metall- oder hitzebeständige Kunststoff-Folien befilmt werden. Je nach dem gewählten Vernetzungsgrad kann der zu erzielende Film mehr oder weniger flexibel, elastisch oder hart und spröde gestaltet werden. Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren zur Auftragung von thermoplastischen Kunststoffen ergibt das erfindungsgemässe Verfahren wärmebeständige Überzüge, die unter der Einwirkung der Schwabbelscheibe zwecks Erzielung einer hochglänzenden Oberfläche nicht erweichen.