AT525377B1 - Überzug für Oberflächen von Gegenständen aus Holz - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Überzug für Oberflächen von Gegenständen aus Holz. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug aus einer materialseitigen, ersten, Lage aus vernetzter Silikonkautschuk-Dispersion mit Silikonklebstoff und einer darauf aufgebrachten, zweiten, Lage aus Acetatkautschuk mit einem Lösemittel besteht. Ein Verfahren zur Aufbringung eines solchen Überzuges ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt als erste Lage ein Gel, enthaltend eine Silikonkautschuk-Dispersion, die bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen vernetzt, vermischt mit einem neutral vernetzenden oder acetatvernetzenden Silikonklebstoff, und dass nach einer kurzen Aushärtezeit, die je nach Umgebungsbedingungen zwischen einigen Minuten und ein bis zwei Stunden liegt, in einem zweiten Schritt eine zweite Lage, die einen Acetatkautschuk und ein Lösemittel enthält, aufgebracht wird.
Description
ÜBERZUG FÜR OBERFLÄCHEN VON GEGENSTÄNDEN AUS HOLZ
[0001] Die Erfindung betrifft einen Überzug für Oberflächen von Gegenständen aus Holz, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zum Aufbringen eines solchen UÜberzuges entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 2. Die weiter unten abgehandelte US 2018/086940 A1 wird, wegen ihres Anwendungsgebietes, als nächstliegender Stand der Technik angesehen.
[0002] Wasserdichte bzw. wasserfeste bzw. witterungsbeständige Holzkonstruktionen, insbesondere Schwimmbecken, Pergolas, Hochbeete, Tröge, Bottiche, Holzfassaden, Silos, Balkone und Dächer von Gebäuden sind typische Anwendungsgebiete. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Imprägnieren (im weitesten Sinne, muss nicht mit Eindringen unter die Oberfläche verbunden sein) von Holz zum Schutz gegen Wasser, Salz, Witterung und/oder Kontakt mit Erdreich.
[0003] Im Stand der Technik ist hier die WO 2019/140197 A1 zu nennen; diese Druckschrift beschreibt ein spezielles Organopolysiloxanpolymer, gemischt mit einem speziellen Silikonharz, das, (einschichtig) als Uberzug aufgetragen, gute Festigkeit gegen Abpeelen erzielt und vor allem ein Reißen das Uberzugs während des Abpeelens verhindert. Das Abpeelen ist nach dem allgemeinen Zusammenhang der Beschreibung für den Überzug, der offenbar nur temporär als Schutz aufgetragen wird, zwingend vorgesehen.
[0004] Aus der US 2018/086940 A1 ist eine Zusammensetzung zur (einschichtigen) Beschichtung bekannt, die ein spezielles Silikon enthält. Als Anwendungsgebiet sind Verpackungen genannt, aber auch, wenn auch nur als Aufzählung, Gegenstände aus Holz, Kunststoff, Beton und Metall. Letzteres betrifft insbesondere Metalldosen für Lebensmittel und deren Deckel, die gegen aggressive Bestandteile der Lebensmittel geschützt werden.
[0005] Die WO 2019/129087 A1 beschreibt eine dreilagige Beschichtung, durch die das Freisetzen flüchtiger organischer Substanzen (TVOC), insbesondere im Zusammenhang mit Verpackungen für Lebensmittel, deutlich reduziert werden soll. Dabei werden eine Substratschicht, eine Klebeschicht und eine Verstärkungsschicht aufgetragen.
[0006] Die WO 2014/020136 A1 beschreibt das Herstellen einer mehrlagigen Silikon-Struktur, aus Schichten ausgehärteten Silikons zur Herstellung von elektronischen Bauteilen, Laminaten und Ahnlichem.
[0007] Unter Überzug werden in der Beschreibung und den Ansprüchen ganz allgemein alle Arten von Beschichtungen, Lackierungen, Imprägnierungen, etc., die flüssig oder dickflüssig, auf welche Art auch immer, aufgetragen werden und dann trocknen/aushärten, aber dauerelastisch bzw. dauerplastisch verbleiben, verstanden. Ob die Änderung nach dem Auftragen als „trocknen“ oder „aushärten“ angesehen wird, ist für die Erfindung bedeutungslos und wird im Folgenden synonym verwendet, es führt jedenfalls zu einer nicht-klebrigen, am Untergrund hervorragen anhaftenden, Schicht.
[0008] Im Stand der Technik werden beispielsweise Schwimmbecken aus Holz dadurch abgedichtet, dass im Inneren der Holzkonstruktion eine wasserdichte Plane angebracht wird, die die Dichtigkeit sicherstellt. Nachteilig ist dabei, dass einerseits durch die Plane Mehrkosten entstehen und dass in vielen Fällen das optische Erscheinungsbild zu wünschen übrig lässt. Weiters wird durch die Plane die Form und Abmessung des Beckens festgelegt und es ist nicht möglich, bei einer Anderung der Umgebungssituation nur die Holzkonstruktion zu verändern, sondern es ist stets notwendig, bei derartigen Anderungen eine neue Plane zu verwenden. Dies insbesondere auch deshalb, weil einmal hergestellte Planen nur schwer verändert werden können und wenn dies geschieht, einerseits die Frage der Dichtheit, andererseits die des Aussehens sich mit noch größerer Schärfe stellen. Dazu kommt, dass die äußere Holzoberfläche verwittert, unansehnlich wird und die Lebensdauer verkürzt.
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[0009] Holzkonstruktionen, wie Masten, Aussichtstürme, Holzfassaden, die der Witterung oder dem Kontakt mit dem Erdreich ausgesetzt sind, verwittern und verfaulen ebenso, wenn nicht sogar schneller.
[0010] Es besteht somit ein Bedarf an wasserfesten, gegebenenfalls wasserdichten Oberflächen, bzw. an entsprechend imprägnierten Holzteilen bzw. einem Schutz für die Oberfläche derartiger Teile.
[0011] Holzkonstruktionen werden im Stand der Technik oft mit Lack überzogen und sind dann nicht mehr als Holz kenntlich, oder sie werden lasiert, was regelmäßig wiederholt werden muss, wobei umweltfreundliche Lasuren bis heute nicht die Lebensdauer von lösungsmittelbasierenden Lasuren haben, die wiederum besonders in Gebäuden, gesundheitlich bedenklich sind. Dazu kommt, dass alle so behandelten Holzteile nach Erreichen ihres Lebensendes wegen der aufgebrachten Materialien nicht problemlos verbrannt werden können.
[0012] Bei Holzfassaden von Gebäuden, gleich ob tragenden oder aus optischen und/oder thermischen Gründen vorgehängten Fassaden ist es notwendig, diese regelmäßig zu konservieren, was kostenintensiv und zeitaufwändig ist und vielfach die Verwendung von Materialien erfordert oder zumindest nahelegt, die im Hinblick auf ihre Verwendung in der freien Natur bedenklich sind. Darüber hinaus ist es selbst dann notwendig, bestes Holz, bevorzugt Lärche, zu verwenden, sodass schon die ursprünglichen Kosten hoch sind.
[0013] Es besteht somit auch hier ein Bedarf an einer auch wasserfest und bevorzugt auch wasserdicht geschützten Holzkonstruktion, bzw. an entsprechend imprägnierten Holzteilen, ohne dass das Holz bei Auftrag auf seiner gesamten Oberfläche darunter abstirbt.
[0014] Es ist Ziel und Aufgabe der Erfindung, einen Überzug, eine Imprägnierung, einen Oberflächenschutz, bzw. einen Anstrich, wie immer man es nennen will, zur Verfügung zu stellen; der die angegebenen Nachteile nicht aufweist und das Substrat fest und dauerhaft gegen Fäulnis, Zersetzung schützt.
[0015] Diese Ziele erreicht man erfindungsgemäß mit einem Überzug mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen. Mit anderen Worten, die aus Holz bestehenden Bauteile, wie beispielsweise Profilbretter, Pfähle, der Holzkonstruktion, sind/werden mit einer zweilagigen Beschichtung aus Silikatmaterial versehen, die weiter unten näher erläutert wird.
[0016] Das Verfahren besteht darin, dass in zeitlicher Abfolge zwei Lagen aufgebracht werden, nämlich zuerst ein Gel, bestehend aus einer (oder enthaltend eine) Silikonkautschuk-Dispersion, ein 2-komponentiges additionsvernetztendes Silikongel, das bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen vernetzt und das entweder mit einem acetatvernetzenden Silikonklebstoff, oder, besonders bei Beton, mit einem neutral vernetzenden Silikon, z.B. auf Oxim-Basis, gemischt wird, etwa im Massenverhältnis 2:1; mit einer Abweichung von 1,7 bis 2,3 zu 1. Je nach Mischungsverhältnis kann das Auftragen dieser Gelschicht durch Sprühen oder Rollen oder Pinseln, oder auch eintauchen, erfolgen.
Das Silikongel ist bevorzugt ein Gemisch aus Polydimethylsiloxanen mit, Vernetzern und Katalysatoren, die ohne Abspaltung eines Reaktionsproduktes reagieren und nicht in Gänze vernetzen. Der acetatvernetzende Silikonklebstoff ist bevorzugt ein Polymer auf der Basis von Polydimethylsiloxanen, etwa 1:1 mit Füllstoffen auf der Basis von Calciumcarbonat und/oder Siliziumdioxid, mit weniger als 5 Gew.-% Triacetoxyethylsilan.
[0017] Nach einer kurzen Aushärtezeit, die je nach Umgebungsbedingungen zwischen einigen Minuten (fünf Minuten bis 10 Minuten) und ein bis zwei Stunden liegt, wird eine zweite Lage aufgebracht, die einen Acetatkautschuk enthält, und, als Verdünnungs- bzw. Lösungsmittel, entweder Waschbenzin oder Ather oder ein anders verdampfendes Lösungsmittel, oder aber, bevorzugt, wird statt eines solchen Lösungsmittels, dessen Abdämpfe stets problematisch sind, wiederum ein acetatvernetzender (oder, analog zum ersten Schritt, ein neutral vernetzendes Silikon) Silikonklebstoff, wie oben, verwendet. Dabei wird ein Massen-Mischungsverhältnis (=Gewichte) von etwa 2:1 (bedeutet: 1,7:1 bis 2,3:1) Acetatkautschuk : Verdünnungsmittel bzw. Lösungsmittel
eingehalten. Damit wird neben den Dämpfen auch jegliches klebrige Anfühlen der Oberfläche dieser Deckschicht vermieden oder so gut wie vermieden.
[0018] Der Acetatkautschuk ist bevorzugt ein Silikonharz, das in einem Verhältnis von etwa 1 mit einem Gemisch aliphatischer und naphtenischer Kohlenwasserstoffe vorliegt, mit unter 0,5 Gew.% Aromaten.
[0019] Die Bezeichnung „acetatvernetzend“ ist im Bereich der Silikon-Technologie für alle Arten von Silikonverbindungen, sogenannten Systemen, die beim Aushärten Essigsäure abspalten, gebräuchlich. Sie zeichnen sich durch eine sehr hohe Stabilität (Hitze, UV-Strahlung, Bewitterung) aus, sowie durch gute Haftung auf Untergründen wie Glas, Email, Porzellan und auch eloxiertem Aluminium. Analog steht „Acetatkautschuk“ für einen Kautschuk, der beim Aushärten Essigsäure abspaltet, etc. Oxime sind chemische Verbindungen, die als funktionelle Gruppe die Gruppierung C=N- OH enthalten.
[0020] Das Mischen der einzelnen Zusammensetzungen erfolgt jeweils knapp vor dem Aufbringen, Lagerzeiten über eine Stunde sollten vermieden werden, die Umgebungstemperatur, die Temperatur der Bestandteile und die des Untergrundes soll sowohl beim Mischen als auch beim Aufbringen über 15°C und unter 35°C, bevorzugt zwischen 20°C und 30°C liegen. Abweichungen führen zu längeren/kürzeren Aushärtezeiten und unter Umständen schlechterer Bindung mit dem Substrat bzw. der Lagen untereinander.
[0021] Bedeutsam ist, dass die zuerst aufgetragene Gel-Lage trotz des weitgehenden Aushärtens im Gel-Zustand verbleibt, was bedeutet, dass ihre freie Oberfläche einerseits klebrig ist, andererseits die Lage im Laufe der Zeit endgültig durchhärtet und an Elastizität/Plastizität verliert. Hier wird durch das Auftragen der zweiten Lage überraschend Abhilfe geschaffen, da diese sowohl das Durchhärten verhindert als auch eine nichtklebrige Oberfläche schafft und dabei so intensiv mit der ersten Lage verbunden ist, dass es auch bei harter mechanischer Beanspruchung zu keinem Ablösen kommt.
[0022] Zufolge der physikalischen Eigenschaften der beiden Lagen können auch nach dem Auftragen sich bildende makroskopische (niedriger einstelliger Millimeterbereich) Risse im Untergrund in weitem Rahmen beherrscht werden, da zumindest die Unterschichte plastisch deformierbar bleibt, die Risse überbrückt und über die Zeit in sie eindringt und so wieder verschließt. Bedeutsam ist auch, dass trotz der hydrophoben Eigenschaften und der wasserdichten (aber nicht dampfdichten) Schichten die Atmung möglich ist, was besonders bei Holzüberzügen bedeutsam ist, da es damit zu keiner Schimmelbildung oder Ahnlichem zufolge der im Holz vorhandenen Feuchtigkeit unter der Beschichtung kommt.
[0023] Bei der Anwendung auf Schwimmbecken, Hochbeete, Tröge, Bottiche ist zu sagen, dass die Konstruktion selbst jeweils Profilbretter aufweist, die in der gebrauchsfertigen Lage in vertikaler Richtung angeordnet sind und so einen Zylinder oder Kegelstumpf mit allgemeiner Grundfläche bilden; jedes einzelne Holzbrett ist mit einer schon vor der Montage aufgebrachten erfindungsgemäßen zweilagigen Schichte überzogen. Nach erfolgter Montage wird bevorzugt zumindest die gesamte Innenfläche mit einer weiteren solchen zweilagigen Beschichtung in situ versehen. Damit sind einerseits die einzelnen Bauteile ringsum lückenlos überzogen und geschützt und es wird die Dichtigkeit des Ganzen garantiert.
[0024] Bevorzugt besteht der Boden, auf den diese Konstruktion aufgestellt wird, entweder auch aus Holzmaterial, das entsprechend beschichtet ist (und beim zweiten Beschichten ebenfalls mitbeschichtet wird, sodass es schließlich vier Lagen aufweist), oder aber aus einer Platte aus anderem Material, auf die die Holzleisten bündig mit einer ihrer Stirnflächen flächig aufgesetzt werden, auch dann kann die Oberseite beim zweiten Auftrag mitbeschichtet werden, wodurch zusätzlich zu den „einzelnen“ Filmen jedes Teils eine gemeinsame Schichte kommt.
[0025] Bei Fassaden weisen diese horizontal oder vertikal angeordneten Bauteile, bevorzugt Profilbretter, gegebenenfalls mit Nut-Feder-Ausbildung, auf. Auch hier ist jeder einzelne Teil ist mit der erfindungsgemäßen Schichte überzogen, die schon vor der Montage aufgebracht wird. Nach erfolgter Montage wird bevorzugt zumindest die gesamte Außenfläche mit einer weiteren solchen
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Beschichtung versehen.
[0026] Die überraschende Brauchbarkeit einer derartigen Beschichtung für die unterschiedlichen Anwendungen beruht auf der unerwarteten Kombination von Eigenschaften der Überzüge auf der Basis von Silikonkautschuk-Dispersion: Sie haften gut auf Holz, auch wenn es „arbeitet“, sie sind wasserdicht, aber dampfdurchlässig und sie absorbieren UV zumindest zu einem guten Teil, sodass dessen Einfluss auf Holz und dessen Aussehen zumindest stark gemildert wird. Da durch die Beschichtung bei Holz auch der Austritt von Lignin verhindert wird, wird das Reißen und anderes Arbeiten des Holzes stark vermindert. Die Dampfdurchlässigkeit ist insbesondere bei der Verwendung an der Außenseite von Gebäuden wertvoll, weil dadurch eine eventuell vorgesehene Hinterlüftung nicht leidet.
[0027] Bedeutsam ist auch, dass es auch möglich ist, bestehende, schon angegriffene Gegenstände nach nur grober Reinigung der Oberfläche zu konservieren und ihren Zustand zu stabilisieren. Beim Entsorgen bestehen keine Bedenken beim Verbrennen, das ja üblicherweise beim Holz eingesetzt wird. So entsteht beim Verbrennen nur SiO2, CO2 und H20. Wenn Gegenstände auf irgendeine Weise lackiert oder mit einer Schutzhülle versehen sind, die zumindest im Wesentlichen noch in Ordnung ist, ist es möglich, den erfindungsgemäßen Überzug auf diese Lackierung aufzubringen und so den gleichen Schutz zu erreichen, wie beim Aufbringen auf die „nackte“ Oberfläche; nur die Haftung hängt dann von der Haftung der Lackierung am Gegenstand ab und ist daher unter Umständen nicht so fest wie bei direktem Auftrag.
[0028] Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und besonders beschriebene Beispiel beschränkt, sondern kann verschiedentlich abgewandelt und angepasst werden. So können Zusätze für die Durchführung bei besonders niedrigen Temperaturen aus dem Stand der Technik verwendet werden, es können Heizvorrichtungen zur Beschleunigung des Trocknens/Aushärtens eingesetzt werden, es können die einzelnen Lagen teils gestrichen, teils gesprüht aufgebracht werden, es können verwandte Silikonkautschuk-Dispersionen und Lösemittel verwendet werden; all dies ist der Fachperson in Kenntnis der Erfindung ohne erfinderische Tätigkeit, eventuell anhand einiger einfacher Versuche (Mischen-Auftragen) leicht zugänglich.
[0029] Es soll die Erfindung in ihrem Kern noch kurz rekapituliert werden:
[0030] Der erfindungsgemäße Überzug für Oberflächen von Gegenständen aus Holz ist dadurch gekennzeichnet, dass er zumindest aus einer materialseitigen, ersten, Lage aus vernetzter Silikonkautschuk-Dispersion und einer darauf aufgebrachten, zweiten, Lage aus Acetatkautschuk besteht. Die im Folgenden für die einzelnen Schritte angegebenen Bestandteile und Mischungsverhältnisse führen am fertigen Produkt zu entsprechenden Lagen und Schichten, die hier nicht extra aufgezählt werden.
[0031] Das Verfahren zum Aufbringen eines solchen Überzuges ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt als erste Lage ein Gel, enthaltend eine Silikon-kautschuk-Dispersion, die bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen vernetzt, vermischt mit einem neutral oder acetatvernetzenden Silikonklebstoff, dass nach einer Aushärtezeit, die je nach Umgebungsbedingungen zwischen fünf Minuten und zwei Stunden liegt, in einem zweiten Schritt eine zweite Lage, die einen Acetatkautschuk und ein Lösemittel enthält, aufgebracht wird.
[0032] Bevorzugt ist das Gel ein 2-komponentiges, additionsvernetztendes Silikongel. Bevorzugt ist der Silikonklebstoff ein neutral vernetzender oder acetatvernetzender RTV-Silikonkautschuk.
Bevorzugt werden die beiden Bestandteile im Massenverhältnis von 1,7:1 bis 2,3:1 Gel zu Klebstoff gemischt.
Bevorzugt ist der Acetatkautschuk ein in einem Gemisch aus aliphatischen und naphtenen Kohlenwasserstoffen gelöstes Silikonharz. _
Bevorzugt ist das Lösemittel Waschbenzin, Ather oder, besonders, ein acetatvernetzender Silikonklebstoff.
Wenn das Lösemittel acetatvernetzender Silikonklebstoff ist, werden die beiden Bestandteile bevorzugt im Massenverhältnis von 1,7:1 bis 2,3:1 Acetatkautschuk zu Lösemittel gemischt.
Claims (10)
1. Überzug für Oberflächen von Gegenständen aus Holz, dadurch gekennzeichnet, dass er aus zumindest zwei Lagen besteht:
- aus einer materialseitigen, ersten, Lage: bildend ein Gel, bestehend aus, oder enthaltend eine, Silikonkautschuk-Dispersion, die ein 2-komponentiges, additionsvernetztendes Silikongel ist, das bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen vernetzt und das
0 entweder mit einem acetatvernetzenden Silikonklebstoff,
0 oder mit einem neutral vernetzenden Silikonklebstoff, gemischt ist, und
- einer darauf aufgebrachten, äußeren, Lage, bestehend aus, oder enthaltend, einen beim Aushärten Essig abspaltenden Acetatkautschuk, der ein Silikonharz ist, das in einem Verhältnis von etwa 1:1 mit einem Gemisch aliphatischer und naphtenischer Kohlenwasserstoffe mit weniger als 0,5Gew. % Aromaten vorliegt und, als Verdünnungs- bzw. Lösungsmittel:
0 entweder Waschbenzin oder Äther oder ein anderes verdampfendes Lösemittel,
0 oder aber, bevorzugt, einen acetatvernetzenden oder neutral vernetzenden, Silikonklebstoff enthält.
2. Überzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der materialseitigen Lage die Silikonkautschuk-Dispersion und der Silikonklebstoff im Gewichts-verhältnis von 1,7:1 bis 2,3:1 vorliegen.
3. Überzug nach Anspruch 1 oder 2, mit Verwendung von Silikonklebstoff als Verdünnungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass in der äußeren Lage der Acetatkautschuk und das Verdünnungsmittel im Gewichtsverhältnis von 1,7:1 bis 2,3:1 vorliegen.
4. Überzug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gel ein 2komponentiges, additionsvernetztendes Silikongel ist.
5. Überzug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Silikonklebstoff ein acetatvernetzender RTV Silikonkautschuk ist.
6. Überzug nach einem der voranstehenden Ansprüche mit acetatvernetzendem Silikonklebstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bestandteile Acetatkautschuk zu Lösemittel im Massenverhältnis von 1,7:1 bis 2,3:1 gemischt sind.
7. Verfahren zur Aufbringung eines Überzuges nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass
in einem ersten Schritt als materialseitig ersten Lage ein Gel, bestehend aus oder enthaltend eine Silikonkautschuk-Dispersion, die bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen vernetzt, vermischt mit einem neutral vernetzendem oder acetatvernetzenden Silikonklebstoff, aufgebracht wird, und dass
nach einer Aushärtezeit, die je nach Umgebungsbedingungen zwischen fünf Minuten und zwei Stunden liegt, in einem zweiten Schritt eine zweite Lage, die einen Acetatkautschuk und ein Lösemittel enthält, aufgebracht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bestandteile Gel zu Klebstoff im Massenverhältnis von 1,7:1 bis 2,3:1 gemischt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel Waschbenzin, Ather oder, bevorzugt, acetatvernetzender oder neutral vernetzender Silikonklebstoff ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragen Schritt für Schritt unabhängig voneinander durch Sprühen, Pinseln oder Rollen erfolgt.
Hierzu keine Zeichnungen
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