Verfahren zur Herstellung widerstandsfähiger Überzüge auf Holz. Bei Anstrichen auf Holz entstehen häufig dadurch Nachteile, dass das Holz kein unver änderlicher Körper ist, sondern vielmehr Le ben besitzt. Die Anstrichschichten, die mei stens verhältnismässig dünn sind und gleich falls aus organischen Körpern bestehen, sind daher auch im getrockneten Zustand auf einer Seite den Einflüssen der umgebenden Atmosphäre und auf der andern Seite den Einflüssen des darunter liegenden Holzes ausgesetzt. Daraus ergibt sich der Nachteil, dass Anstriche auf Holz im allgemeinen wenig haltbar sind und teils durch Formverände rungen des Holzes, teils durch chemische und physikalische Einwirkung der Atmosphäre der Zerstörung anheimfallen.
Um den An strielischutz für Holz zu verbessern, hat man bereits versucht, das Holz von der Atmo sphäre dadurch besser abzuschliessen, dass man zunächst Porenfüller, Spachtelmassen und dergleichen auf das Holz auftrug und sodann erst die üblichen filmbildenden An striche aufbrachte. Ferner hat man versucht, dadurch widerstandsfähigere Anstrichfilme zu erzielen, dass man Anstrichmittel, die einer Ofentrocknung bedürfen, verwendete. Hierfür sind aber gewöhnlich höhere Tem peraturen notwendig, denen das Holz nicht ausgesetzt werden kann, weil es sich sonst verzieht oder teilweise verbrennt.
Diese be kannten Arbeitsweisen haben daher nicht zu einer einwandfreien Gewinnung von wider standsfähigen Überzügen auf Holz geführt.
Es wurde nun gefunden, dass sich wider standsfähige Überzüge auf Holz gewinnen lassen, wenn man das Holz mit einer Lösung eines bei niedrigen Temperaturen härtbaren Phenolformaldehydkunstharzes durchfeuchtet und sodann das Kunstharz bei Temperaturen bis zu 80 C erhärtet.
Das Verfahren kann beispielsweise so ausgeführt werden, dass man das Holz in natürlichem Zustand oder nach einer üblichen Vortrocknung oder Pressung mit einer dünnflüssigen 80- bis 70%igen wässrigen oder alkoholischen Lösung eines bei niedrigen Temperaturen härtbaren Phenol- formaldehydkunstharzes durchfeuchtet und das Kunstharz sodann bei Temperaturen von 60 bis<B>80'</B> C härtet.
Das Holz kann hierzu entweder in dem Zustand, wie es nach den bekannten Trocknungs- und Reifungsverfah- ren erhalten wird, verwendet werden, oder es kann gegebenenfalls vorher einem starken Druck bis zu etwa 20 atm ausgesetzt werden, um durch teilweise Zerstörung der Zellen in seiner natürlichen Lebensfähigkeit gehindert zu werden.
Man kann zum Beispiel das Holz zunächst in eine dünnflüssige wässrige oder alkoholische Phenolformaldehydkunstharz- lösung von 30 bis<B>70%</B> einige Stunden ein legen, sodass .sich das Holz etwa bis zu 2 mm Tiefe mit der Kunstharzlösung tränkt. Zur Erreichung einer rascheren Durchtränkung kann diese Behandlung gegebenenfalls zu nächst im Vakuum und unter darauffolgen dem Druck ausgeführt werden. Das auf diese Weise mit Kunstharz getränkte Holz wird nun in einen Trockenofen von 60 bis<B>80'</B> C eingebracht.
Nach etwa 1 bis 12 Stunden ist eine vollkommene Härtung des Kunstharzes eingetreten, ohne dass durch die Erwärmung eine Schädigung des Holzes erfolgt. Das Holz besitzt nun eine bis 2 mm tief einge drungene, mit den Holzfasern innigst verbun dene Kunstharzschicht. Der hierdurch er zielte Überzug ist daher auf der Holzober fläche fest verankert, so dass er nicht ab springen kann.
Falls der Glanz der Kunstharzschicht auf der Holzoberfläche noch nicht genügt; kann dieser durch einfaches Nachpolieren er höht oder es können auch weitere Kunstharz schichten, die ebenfalls im Trockenofen bei 60 bis 80 C gehärtet werden, aufgetragen werden. Hierdurch lassen sich Kunstharz schichten bis zu 1 mm Dicke erzeugen.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden äusserst widerstands fähige Überzüge auf Holz ohne Gefahr einer Schädigung desselben gewonnen, indem man einen Phenolformaldehydkunstharzlack ver wendet, der bei gewöhnlicher Temperatur an der Luft trocknet und härtet. Diese Kunst harzlacke, die vorzugsweise als Lösungsmit- tel Äthylalkohol, 3VIethylalliohol oder Aceton besitzen, haben die Fähigkeit,
dass sie nach dem Aufbringen auf die Unterlage bei ge wöhnlicher Temperatur an der Luft inner halb von 1 bis 24 Stunden derart härten, dass sie trocken und klebfrei sind.
Die Erhärtung dieser Kunstharzlacke geht an der Luft im Laufe der nächsten Tage noch weiter. Dieser Nachhärtungsvorgang kann auf wenige Stunden beschränkt werden, wenn man den an der Luft angehärteten Überzug einige Stunden einer Temperatur von etwa 40 bis 80 aussetzt. Man erhält hierdurch an der Oberfläche des Holzgegen standes eine Lackschicht, die hart, äusserst widerstandsfähig und hochglänzend ist.
Die Dicke der Lackschicht kann durch öfteres Bestreichen der Holzfläche mit dem gleichen Kunstharzlack beliebig erhöht werden.
Es ist ferner gefunden worden, dass sich die Widerstandsfähigkeit der hochglänzenden glatten Lackschichten auf Holz noch erhöhen lässt, wenn man vor dem Auftragen der vor stehend angegebenen alkoholischen Phenol formaldehydkunstharzlacke das Holz mit einem Porenfüller, der bei gewöhnlicher Tem peratur härtbares Phenolformaldehydharz so wie Füllstoffe und gegebenenfalls Lösungs mittel enthält, behandelt.
Der Porenfüller kann beispielsweise aus etwa 10 bis 20% bei gewöhnlicher Tempera tur härtbarem Phenolformaldehydkunstharz; 0 bis 30 % Lösungsmittel, z. B. Äthylalkohol, und gegebenenfalls höhersiedenden Alko holen, und 60 bis<B>90%</B> Füllstoffen bestehen. Als Füllstoffe kommen Stoffe wie Kaolin, Bolus, Asbestmehl, Asbestine, Glasstaub. Schiefermehl, Kartoffelmehl, Schwerspat, Zinkweiss, Bleiweiss, Eisenogydrot, Ocker und dergleichen in Frage.
Mit diesem Porenfüller wird das Holz zunächst behandelt. Das Auftragen des Po renfüllers erfolgt durch Einreiben mit Lap pen. Der Überzug wird darauf an der Luft bei gewöhnlicher Temperatur zum Trocknen und Härten gebracht. Die Härtung des Po renfüllers kann auch bei Temperaturen zwi- sehen 2-5 und<B>80'</B> C erfolgen, wobei die Här- tungsdauer je nach der Höhe der Temperatur geregelt werden kann. Durch Anwendung höherer Temperaturen kann die Härtungs- dauer auf wenige Minutenherabgesetzt wer den.
Auf diese Porenfüllerschicht wird sodann eine alkoholische Kunstharzlösung, die bei gewöhnlicher Temperatur härtbares Phenol formaldehydharz enthält, aufgetragen. Die Auftragung dieser Überzugsschicht erfolgt vorzugsweise in einem Raum, der eine Tem peratur von mindestens 20 C, z. B. zwischen 20 und 50 C, besitzt, so dass die aufge brachte Kunstharzschicht sehr rasch zur Här tung kommt. Falls das Holz mehrere Über zugsschichten erhalten soll, werden alle unter den gleichen Bedingungen aufgebracht.
Nach Auftragung der letzten überzugsschicht kann noch eine weitere Härtung der Phenolform- aldehydkunstharz-Lackschichten bei Tem peraturen bis 80 C angeschlossen werden.
Die Aufbringung der alkoholischen Phe- nolformaldehydkunstharzlösung kann durch Tauchen, Streichen, Giessen oder Spritzen er folgen.
Dabei zeigt sich häufig, dass die Ober fläche der Lackschicht, falls das Phenolform- aldehydharz nur in Äthylalkohol aufgelöst ist, zitterig und apfelsinenschalenartig wird. Durch Zugabe höherer siedender Alkohole lässt sich dieser Übelstand beheben. Als höhersiedende Alkohole kommen solche zur Anwendung, die zwischen 80 und<B>150'</B> sie den, wie z. B. Butylalkohol, Propylalkohol und dergleichen.
Bei der Herstellung von widerstandsfähi gen Überzügen auf Holz kann ein wesentlich besserer Verlauf der vorstehend genannten Phenolformaldehydkunstharzlacke erhalten werden, wenn man gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dem Phe- nolformaldehydkunstharzlack Lösungen von andern Harzen, vorzugsweise schmelzbaren Harzen, z. B. Kolophonium oder Schellack, oder Kunstharzen, z. B. Vinylharze, zusetzt.
Die als Zusatz verwendeten Harze oder Kunstharze werden zweckmässigerweise in solchen Lösungmitteln gelöst, die auch das Phenolformaldehydkunstharz auflösen. Der artige Lösungsmittel sind Äthylglykol, Äthylglykolacetat, Äthylalkohol, Aceton, so wie andere Betone und höhersiedende Al kohole, wie z. B. Butylalkohol, Propylalko- hol und dergleichen.
Die Menge des Zusatzes an Harzen oder Kunstharzen soll 2 bis 50 1 , berechnet auf den Phenolharzgehalt des Phe- nolkunstharzlackes, betragen.
Der Zusatz von Harzen und Kunstharzen, wie Kolophonium, Schellack, Vinylharzen und dergleichen, in Mengen von 2 bis 50 zu dem Phenolformaldehydkunstharz kommt auch für Porenfüller in Frage.
Durch den Zusatz von Harzen oder Kunst harzen zu dem Phenolformaldehydkunstharz erhält man nicht nur einen besseren Verlauf der Lackschicht, sondern auch eine ruhigere, glattere und glänzendere Oberfläche des Lacküberzuges.
Gegebenenfalls können auf die Kunst harzschicht auch noch weitere Lackschichten unter Verwendung von Zellulosederivat- lacken, Öllacken und dergleichen aufgetragen werden.
Nach dem Verfahren gemäss der Erfin dung können Überzüge hergestellt werden, die für die Atmosphäre vollkommen undurch dringlich, äusserst widerstandsfähig gegen chemische Einflüsse, kratzfest, unempfind lich gegen Schlag und Stoss und beständig gegen Temperaturen bis etwa 200' sind. Da auf das Holz von aussen keine Einwirkung mehr stattfinden kann, ist auch die natür liche Lebensfähigkeit des Holzes so gut wie vollständig unterbunden. plan erhält hier durch den Vorteil, dass auch ein Holz, das nicht der üblichen Trocknung unterworfen worden ist, keine Formveränderungen mehr erleidet, wenn es mit einem Überzug gemäss der Erfindung versehen ist.
Insbesondere tre ten keine Veränderungen durch Ausscheidun gen von Harz oder durch Wegsacken des Anstrichmittels in die Holzporen ein. Der gemäss der Erfindung hergestellte Kunst- Z, ist mit dem Holzkörper so innig verbunden, dass das Holz mit dem Überzug gesägt, geschnitten, gebohrt, gehobelt, ge dreht und auf beliebige andere Weise bear beitet werde kann.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist daher mit grossem Vorteil anwendbar in der Sperrholz verarbeitenden Industrie, das heisst also zum Beispiel bei der Herstellung von Möbeln, Radioapparaten, Kinderwagen und dergleichen.
Wegen der auffallend- grossen Härte und Widerstands fähigkeit, die das Holz durch die Kunstharz schicht erhält, ist diese Art der Behandlung auch ganz besonders geeignet für Sitzbank- leiaten, Stuhlsitze, Tischplatten, Holzver kleidungen; für Holz, das den Einwirkungen des-Wetters oder stark angreifender Dämpfe oder Chemikalien ausgesetzt ist, erhält man ebenfalls einen wirksamen und dauernden Schutz.
Den zum Durchfeuchten des Holzes ver wendeten Phenolformaldehydkunstharzlösun- gen können gegebenenfalls Farbstoffe zuge setzt werden, sodass die Überzüge eine ent- sprechende Färbung erhalten.
Das Verfahren gemäss der Erfindung hat den besonderen Vorteil, dass sich hiernach vollkommen klare, farblose Lacküberzüge er reichen lassen, ohne dass eine nachteilige Eigenfärbung der Kunstharze auftritt. Es lassen sich hiernach insbesondere Hochglanz polituren auf Holzplatten, Sitzbanklatten und dergleichen erzielen.
An Stelle der angegebenen Porenfüller können, wenn es sich um die Herstellung deckender -Gberzugsschichten handelt, auch Spachtelkitte verwendet werden, die als Bindemittel ein bei gewöhnlicher Temperatur härtbares Phenolformaldehydharz enthalten.
Es ist bereits bekannt, Holz mit Kunst harz zu imprägnieren. Hierfür wurden aber bisher stets Härtungstemperaturen von 100 bis 140<B>'</B>verwendet. Diese bekannte Arbeits weise hat daher keine praktische Bedeutung erlangen können, da bei den hohen Härtungs- temperaturen eine Schädigung des Holzes unvermeidlich ist.
<I>Beispiele:</I> 1. Man kondensiert 10 kg Phenol oder gresol mit 10 bis 15 kg Formaldehyd (30 Gewichtsprozent) unter Zusatz von 100 g einer 25%igen Natriumhydroaydlösung oder 50 g Natriumbicarbonat. Nach einer Kon- densationsdauer von etwa einer Stunde schei det sich das Harz bei Abkühlung in dünn- flüs-iger, noch Wasser enthaltender Form ab.
Man erhält somit zwei Schichten, von denen die obere aus Wasser und restlichem Phenol und Formaldehyd besteht, während die un tere aus einer dünnflüssigen wässrigen Harz lösung besteht. Diese dünnflüssige, wässrige Harzlösung wird je nach dem gewünschten Gehalt an Kunstharz mit Wasser verdünnt. Falls bei Zusatz von Wasser Harz ausfällt. gibt man tropfenweise eine 25%ige NaOH- Lösung zu, bis eine klare Harzlösung wieder entsteht.
Mit einer solchen wässrigen Kunst- harzlösung wird das Holz durch Imprägnie ren oder Lackieren durchfeuchtet, worauf dann die Härtung bei Temperaturen von 60 bis<B>80'</B> C erfolgt.
2. Man kondensiert, wie bei Beispiel 1, 10 kg Phenol oder Kresol mit 10 bis 15 kg Formaldehyd unter Zusatz von 1 kg Na triumkarbonat. Bereits nach 10 bis 20 Mi nuten Reaktionsdauer nach Siedebeginn der Mischung wird die Reaktion durch Abküh lung unterbrochen und die klare Wasser- Harzlösung auf Zimmertemperatur gebracht. Die so erhaltene Harzlösung kann, ohne dass eine Trübung erfolgt, mit Wasser weiter ver dünnt werden.
An Stelle von Natriumbikarbonat kann auch eine äquivalente Menge Natriumhydr- ogyd oder Kaliumhydrogyd verwendet wer den.
Mit dieser wässrigen gunstharzlösung wird das Holz durchfeuchtet und sodann zur Härtung des Kunstharzes auf Temperaturen von 60 bis 80 erwärmt.
3. Man kondensiert am Rückflusskühler 10 kg Phenol oder Kresol mit 10 bis 15 kg Formaldehyd und 100g Dimethylamin. Nach Ausscheidung des Kunstharzes wird dieses von der darüber befindlichen Lösung ge trennt und im Vakuum bei Temperaturen bis 100 C bis zur zähflüssigen Konsistenz ein- gedampft. Diesem Kunstharz wird, je nach dem gewünschten Gehalt, Äthylalkohol oder Methylalkohol oder Aceton als Lösungsmittel beigegeben.
Die so erhaltene Kunstharzlösung wird zum Durchfeuchten von Holz benutzt, wor auf dann die Härtung bei 60 bis<B>80'</B> erfolgt.
4. Man kondensiert am Rückflusskühler 10 kg Phenol oder Kresol mit 20 kg Form aldehyd (40 Volumenprozent) und 1 kg Milchsäure (80%ig). Nach erfolgter Harz ausscheidung wird dieses von der darüber befindlichen Lösung, die noch einen grossen Gehalt an Formaldehyd besitzt, getrennt und das Harz wie nach Beispiel 3 im Vakuum eingedampft und hierauf mit Äthylalkohol, Methylalkohol oder Aceton in Lösung ge bracht. Die Aufbringung dieser Kunstharz lösung auf das Holz und die Härtung erfol gen gemäss Beispiel 1 bis 3.
5. Man kondensiert 10 kg Phenol oder Kresol mit 20 bis 40 kg Formaldehyd (30 Gewichtsprozent) bei Zugabe von 250g NaOH (fest). Vor Abscheidung des Harzes oder bei Beginn der Ausscheidung neutralisiert man das zugegebene NaOH mit Essigsäure. Diese wässrige Phenolharzlösung kann bereits in diesem Zustand zur Imprägnierung und Lackierung von Holz Verwendung finden. Man kann sie aber auch im Vakuum bei Temperaturen bis<B>100'</B> C bis zur zähflüs sigen Konsistenz eindampfen und dann dieses eingedickte Kunstharz mit Äthylalkohol oder Methylalkohol oder Aceton wieder in Lösung bringen.
Mit der so erhaltenen alko holischen Kunstharzlösung von beliebigem Harzgehalt wird das Holz lackiert und so dann auf Temperaturen von 60 bis<B>80'</B> er wärmt. An Stelle von Na0H kann auch eine äquivalente Menge Natriumbikarbonat oder KOH benutzt werden.
Desgleichen kann an Stelle von Essig säure auch Phosphorsäure, Milchsäure oder Phthalsäure benutzt werden.
6. Man kondensiert 10 kg Phenol mit 10 bis 50 kg Formaldehyd (30 Gewichtsprozent) unter Zugabe von 25 bis 500 g NaOH (fest). Nach erfolgter Harzreaktion, bezw. Abschei- dung des Harzes, wird die gesamte Mischung im Vakuum bei Temperaturen bis 100 C bis zur zähflüssigen Konsistenz eingedampft.
Das alkalische Harz wird nun in Äthylalko- hol, Methylalkohol oder Aceton gelöst und in dieser Lösung mit anorganischen oder or ganischen Säuren, wie Salzsäure, Schwefel säure, Salpetersäure, Benzoesäure, Phthal- säure, Salizylsäure und dergleichen neutrali siert bezw. in schwach sauren Zustand ge bracht. Eine derartige alkoholische Phenol formaldehydkunstharzlösung besitzt die Fä higkeit, bei Lufttemperatur zu härten.
Je nach der Zusammensetzung des Phenol- Formaldehydkunstharzes und der Art und Menge der zugesetzten Säuren, kann die Zeit für die Härtung bei gewöhnlicher Tempera tur auf 1 bis 24 Stunden eingestellt werden. Durch Erhöhung des Säurezusatzes wird die Härtungsdauer verkürzt und die erforder liche Härtungstemperatur erniedrigt bezw. bis auf Lufttemperatur herabgesetzt.
An Stelle von Natriumhydrogyd kann auch eine äquivalente Menge einer andern anorganischen oder organischen Base, z. B. Natriumbikarbonat, Dimethylamin verwen det werden.
Mit dieser alkoholischen Kunstharzlösung wird der Holzgegenstand durch Aufstreichen, Aufspritzen oder Tauchen überzogen, wor auf dann bei gewöhnlicher Temperatur an der Luft die Trocknung und Härtung des Lackes erfolgt. Der erhaltene Lacküberzug zeichnet sich durch eine grosse Härte und Widerstandsfähigkeit, sowie durch hohen Glanz aus.
7. Man kondensiert 10 kg Phenol mit 10 bis 50 kg Formaldehyd (30 Gewichtsprozent) unter Zugabe von 25 bis 500 g NaOH. Nach erfolgter Reaktion bezw. Abscheidung des Harzes wird die gesamte Mischung im Va kuum bei Temperaturen bis 100 C bis zur zähflüssigen Konsistenz eingedampft. Das alkalische Harz wird in gleichen Gewichts teilen Äthylalkohol oder höher siedenden Alkoholen aufgelöst und sodann diese alko- holische Harzlösung mit Salzsäure neutrali siert bezw. angesäuert.
Die so gewonnene Phenolformaldehydharzlösung (Holzlack) be sitzt die Fähigkeit, auf Holz aufgebracht, einen lackartigen Überzug zu bilden, der an der Luft von selbst härtet. Mit Hilfe dieser Phenolformaldehydharzlösung wird der Po renfüller zubereitet, der zum Beispiel fol gende Zusammensetzung besitzen kann:
10 bis 30 kg 50%ige alkoholische Phe- nolformaldehydharzlösung, 0 bis 60 kg Lösungsmittel, wie Athyl- alkohol oder höher siedende Alkohole, 60 bis 90 kg Füllstoff wie Bolus.- Nachdem der Porenfüller auf das Holz aufgebracht ist, wird dieses zum Beispiel mit einer 50 %igen alkoholischen Phenolformalde- hydharzlösung überzogen, worauf bei ge wöhnlicher Temperatur "die Trocknung und Härtung des gunstharzüberzuges erfolgt.
Je nach dem Verwendungszweck schwankt der Kunstharzgehalt in der Phenolformaldehyd- harzlösung zwischen 25 und 75%.
Es hat sich gezeigt, dass die besten Er gebnisse erhalten werden, wenn der Poren füller unter Verwendung des gleichen Phe- nolformaldehydharzes wie die nachfolgenden Überzugsschichten hergestellt wird, da in diesem Falle eine feste Verbindung zwischen Porenfüller und Überzugsschicht erreicht wird.
B. Man kondensiert 10 kg Phenol mit 20 kg Formaldehyd (30 Gewichtsprozent) unter Zugabe von 50 g NaOH. Nach erfolg ter Reaktion bezw. Abscheiden des Wassers wird die gesamte Mischung im Vakuum bei Temperaturen bis<B>100'</B> C bis zur zähflüssi gen Konsistenz eingedampft. Das alkalische Kunstharz wird nun mit gleichen Gewichts teilen Äthylalkohol aufgelöst und sodann mit einer alkoholischen Salzsäurelösung schwach angesäuert. Zu dieser alkoholischen Phenol formaldehydlösung gibt man 3 kg einer 50%igen alkoholischen Schellacklösung. Der nun fertige Harzlack wird durch Streichen, Spritzen oder Tauchen auf das Holz aufge bracht.
Die Härtung der Lackschicht erfolgt bei Zimmertemperatur oder bei Temperatu ren von 40 bis 80 C.
9. Man kondensiert 10 kg Kresol mit 40 kg Formaldehyd (30 Gewichtsprozent) unter Zugabe von 100 g NaOH und dampft im Vakuum bis zur zähflüssigen Konsistenz ein. Nun verdünnt man dieses Kunstharz mit einem Gemisch aus gleichen Teilen Äthyl- glykolacetat und Methylalkohol, wobei dieses Gemisch in einer dem halben Gewicht des Kunstharzes entsprechenden Menge angewen det wird. Hierauf wird mit einer alkoholi schen Schwefelsäurelösung schwach ange säuert.
Nun gibt man 10 kg einer 50 % igen alkoholischen Vinylharzlösung zu. Das Auf tragen und Trocknen des Lackes und die Härtung erfolgen wie in Beispiel B.
10. Am Rückflusskühler werden 10 kg gresol mit 15 kg Formaldehyd (30 Gewichts prozent) unter Zugabe von 1 kg Ammoniak (25%0) oder 0,5 kg Dimethylamin bis zur Harzausscheidung kondensiert. Das noch flüssige Harz wird im Vakuum bis zur Zäh flüssigkeit eingedampft und sodann in einem für Phenolformaldehydharz üblichen Lö sungsmittel, wie Athylalkohol, Methylalko hol, Aceton, Essigester oder Butylaeetat,
ge- gelöst. Diese verdünnte Lösung wird mit Phosphorsäure schwach angesäuert. Beim Auftragen auf Holz trocknet und härtet die Phenolformaldehydkunstharzlösung bei ge wöhnlicher Temperatur innerhalb weniger Stunden zu einer äusserst harten, widerstands fähigen und hochglänzenden Lackschicht.
Process for the production of resistant coatings on wood. When painting on wood, disadvantages often arise because the wood is not an immutable body, but rather has life. The layers of paint, which are mostly relatively thin and also if made of organic bodies, are therefore exposed to the influences of the surrounding atmosphere on one side and the influences of the wood underneath on the other, even when dried. This has the disadvantage that paints on wood are generally not very durable and are destroyed partly by changes in the shape of the wood and partly by chemical and physical effects of the atmosphere.
In order to improve the anti-strielic protection for wood, attempts have already been made to seal off the wood from the atmosphere better by first applying pore fillers, fillers and the like to the wood and then applying the usual film-forming paints. Attempts have also been made to obtain more resistant paint films by using paints that require oven drying. However, this usually requires higher temperatures, to which the wood cannot be exposed because it would otherwise warp or partially burn.
These known ways of working have therefore not led to the flawless production of resistant coatings on wood.
It has now been found that resistant coatings on wood can be obtained if the wood is moistened with a solution of a phenol-formaldehyde synthetic resin that can be hardened at low temperatures and the synthetic resin then hardens at temperatures of up to 80.degree.
The process can, for example, be carried out in such a way that the wood is soaked in the natural state or after a conventional pre-drying or pressing with a thin 80-70% aqueous or alcoholic solution of a phenol-formaldehyde synthetic resin that can be hardened at low temperatures and the synthetic resin is then at temperatures hardens from 60 to <B> 80 '</B> C.
For this purpose, the wood can either be used in the state in which it is obtained by the known drying and ripening process, or it can optionally be exposed beforehand to a strong pressure of up to about 20 atm in order to partially destroy the cells in its natural viability to be hindered.
For example, you can first soak the wood in a thin aqueous or alcoholic phenol-formaldehyde synthetic resin solution of 30 to <B> 70% </B> for a few hours so that the wood is soaked up to a depth of 2 mm with the synthetic resin solution. In order to achieve a more rapid impregnation, this treatment can optionally be carried out first in a vacuum and then under the pressure. The wood soaked in synthetic resin in this way is now placed in a drying oven of 60 to <B> 80 '</B> C.
After about 1 to 12 hours, the synthetic resin has hardened completely without the wood being damaged by the heating. The wood now has a synthetic resin layer that has penetrated up to 2 mm and is closely connected to the wood fibers. The resulting coating is therefore firmly anchored on the wooden surface so that it cannot jump off.
If the gloss of the synthetic resin layer on the wood surface is not enough; this can be increased by simply repolishing or additional synthetic resin layers, which are also cured in a drying oven at 60 to 80 C, can be applied. This allows synthetic resin layers up to 1 mm thick to be produced.
According to a further embodiment of the invention, extremely resistant coatings are obtained on wood without the risk of damaging it by using a phenol-formaldehyde synthetic resin varnish which dries and hardens in the air at normal temperature. These synthetic resin lacquers, which preferably have ethyl alcohol, 3VIethylalliohol or acetone as solvents, have the ability to
that after they have been applied to the substrate, they cure in air within 1 to 24 hours at normal temperature in such a way that they are dry and tack-free.
The hardening of these synthetic resin lacquers continues in the course of the next few days. This post-curing process can be limited to a few hours if the air-cured coating is exposed to a temperature of about 40 to 80 for a few hours. This gives a layer of varnish on the surface of the wooden object that is hard, extremely resistant and glossy.
The thickness of the lacquer layer can be increased as required by repeatedly painting the wooden surface with the same synthetic resin lacquer.
It has also been found that the resistance of the high-gloss, smooth lacquer layers on wood can be increased if, before applying the alcoholic phenol-formaldehyde synthetic resin lacquers specified above, the wood is filled with a pore filler, the phenol-formaldehyde resin, which is curable at normal temperature, as well as fillers and, if necessary Solvent contains treated.
The pore filler can, for example, consist of about 10 to 20% phenol-formaldehyde synthetic resin which is curable at ordinary temperature; 0 to 30% solvent, e.g. B. ethyl alcohol, and possibly higher boiling alcohol, and 60 to <B> 90% </B> fillers exist. Substances such as kaolin, bolus, asbestos flour, asbestine and glass dust are used as fillers. Slate flour, potato flour, barite, zinc white, lead white, iron ocher red, ocher and the like are possible.
The wood is first treated with this pore filler. The pore filler is applied by rubbing in with a rag. The coating is then allowed to dry and harden in the air at ordinary temperature. The hardening of the pore filler can also take place at temperatures between 2-5 and <B> 80 '</B> C, whereby the hardening time can be regulated depending on the level of the temperature. By using higher temperatures, the curing time can be reduced to a few minutes.
An alcoholic synthetic resin solution which contains phenol formaldehyde resin which can be hardened at ordinary temperatures is then applied to this pore filler layer. This coating layer is preferably applied in a room with a temperature of at least 20 ° C., e.g. B. between 20 and 50 C, so that the applied resin layer comes very quickly to Här device. If the wood is to have several layers of coating, they are all applied under the same conditions.
After the last coat has been applied, the phenol-formaldehyde synthetic resin lacquer layers can be hardened at temperatures up to 80 ° C.
The alcoholic phenol-formaldehyde synthetic resin solution can be applied by dipping, brushing, pouring or spraying.
This often shows that the surface of the paint layer, if the phenol-formaldehyde resin is only dissolved in ethyl alcohol, becomes shaky and orange-peel-like. This problem can be remedied by adding higher boiling alcohols. The higher-boiling alcohols used are those that are between 80 and 150 ', such as. B. butyl alcohol, propyl alcohol and the like.
In the production of resistant coatings on wood, a significantly better flow of the aforementioned phenol-formaldehyde synthetic resin lacquers can be obtained if, according to a further embodiment of the invention, the phenol-formaldehyde synthetic resin lacquer solutions of other resins, preferably fusible resins, e.g. B. rosin or shellac, or synthetic resins, e.g. B. vinyl resins added.
The resins or synthetic resins used as additives are expediently dissolved in solvents which also dissolve the phenol-formaldehyde synthetic resin. The like solvents are ethyl glycol, ethyl glycol acetate, ethyl alcohol, acetone, as well as other concretes and higher boiling alcohols such as. B. butyl alcohol, propyl alcohol and the like.
The amount of resins or synthetic resins added should be 2 to 50 liters, calculated on the phenolic resin content of the phenolic synthetic resin lacquer.
The addition of resins and synthetic resins, such as rosin, shellac, vinyl resins and the like, in amounts of 2 to 50 to the phenol-formaldehyde synthetic resin is also suitable for pore fillers.
The addition of resins or synthetic resins to the phenol-formaldehyde synthetic resin not only results in a better flow of the lacquer layer, but also a calmer, smoother and more glossy surface of the lacquer coating.
If necessary, further lacquer layers can also be applied to the synthetic resin layer using cellulose-derivative lacquers, oil lacquers and the like.
According to the method according to the invention, coatings can be produced which are completely impervious to the atmosphere, extremely resistant to chemical influences, scratch-resistant, insensitive to impact and shock and resistant to temperatures of up to about 200 '. Since the wood can no longer be acted upon from the outside, the natural viability of the wood is almost completely prevented. Here, plan has the advantage that even a wood that has not been subjected to the usual drying does not suffer any changes in shape if it is provided with a coating according to the invention.
In particular, no changes occur due to the precipitation of resin or due to the paint sinking into the wood pores. The artificial Z produced according to the invention is so intimately connected with the wooden body that the wood with the coating can be sawn, cut, drilled, planed, rotated and processed in any other way.
The method according to the invention can therefore be used with great advantage in the plywood processing industry, that is to say, for example, in the manufacture of furniture, radios, baby carriages and the like.
Because of the noticeably great hardness and resilience that the wood receives from the synthetic resin layer, this type of treatment is also particularly suitable for bench seats, chair seats, table tops, wood paneling; For wood that is exposed to the effects of the weather or strongly attacking vapors or chemicals, you also get an effective and permanent protection.
If necessary, dyes can be added to the phenol-formaldehyde synthetic resin solutions used to moisten the wood so that the coatings are given a corresponding color.
The method according to the invention has the particular advantage that completely clear, colorless lacquer coatings can then be obtained without the synthetic resins becoming disadvantageous in their own right. It can then be achieved in particular high-gloss polishes on wooden panels, bench slats and the like.
In place of the specified pore fillers, when it comes to the production of opaque coating layers, filler putties can also be used which contain a phenol-formaldehyde resin as a binding agent that can be hardened at ordinary temperature.
It is already known to impregnate wood with synthetic resin. To date, however, curing temperatures of 100 to 140 <B> '</B> have always been used for this. This known way of working has therefore been of no practical importance, since damage to the wood is inevitable at the high curing temperatures.
<I> Examples: </I> 1. 10 kg of phenol or gresol are condensed with 10 to 15 kg of formaldehyde (30 percent by weight) with the addition of 100 g of a 25% sodium hydroxide solution or 50 g of sodium bicarbonate. After a condensation time of about one hour, the resin separates out in a thin liquid form that still contains water when it cools down.
This gives two layers, of which the upper one consists of water and residual phenol and formaldehyde, while the lower one consists of a thin, aqueous resin solution. This thin, aqueous resin solution is diluted with water depending on the desired synthetic resin content. If resin precipitates when water is added. a 25% strength NaOH solution is added dropwise until a clear resin solution is formed again.
With such an aqueous synthetic resin solution, the wood is soaked through by impregnation or varnishing, whereupon hardening takes place at temperatures of 60 to 80 ° C.
2. As in Example 1, 10 kg of phenol or cresol are condensed with 10 to 15 kg of formaldehyde with the addition of 1 kg of sodium carbonate. After only 10 to 20 minutes of reaction time after the mixture began to boil, the reaction is interrupted by cooling and the clear water-resin solution is brought to room temperature. The resin solution obtained in this way can be further diluted with water without turbidity occurring.
Instead of sodium bicarbonate, an equivalent amount of sodium hydrogen or potassium hydrogen can also be used.
The wood is moistened with this aqueous synthetic resin solution and then heated to temperatures of 60 to 80 to harden the synthetic resin.
3. 10 kg of phenol or cresol are condensed with 10 to 15 kg of formaldehyde and 100 g of dimethylamine in a reflux condenser. After the synthetic resin has separated out, it is separated from the solution above it and evaporated to a viscous consistency in a vacuum at temperatures of up to 100 C. Ethyl alcohol or methyl alcohol or acetone is added to this synthetic resin as a solvent, depending on the desired content.
The synthetic resin solution obtained in this way is used to moisten the wood, whereupon the hardening takes place at 60 to 80 '.
4. 10 kg of phenol or cresol are condensed on the reflux condenser with 20 kg of formaldehyde (40 percent by volume) and 1 kg of lactic acid (80%). After the resin has been precipitated, it is separated from the solution above it, which still has a large amount of formaldehyde, and the resin is evaporated in vacuo as in Example 3 and then dissolved with ethyl alcohol, methyl alcohol or acetone. The application of this synthetic resin solution to the wood and the hardening take place according to Examples 1 to 3.
5. 10 kg of phenol or cresol are condensed with 20 to 40 kg of formaldehyde (30 percent by weight) with the addition of 250 g of NaOH (solid). Before the separation of the resin or at the beginning of the separation, the added NaOH is neutralized with acetic acid. This aqueous phenolic resin solution can already be used in this state for impregnating and painting wood. But you can also evaporate them in a vacuum at temperatures up to <B> 100 '</B> C to a viscous consistency and then bring this thickened synthetic resin back into solution with ethyl alcohol or methyl alcohol or acetone.
The wood is varnished with the alcoholic synthetic resin solution obtained in this way, with any resin content, and then heated to temperatures of 60 to <B> 80 '</B>. Instead of NaOH, an equivalent amount of sodium bicarbonate or KOH can be used.
Likewise, phosphoric acid, lactic acid or phthalic acid can be used instead of acetic acid.
6. 10 kg of phenol are condensed with 10 to 50 kg of formaldehyde (30 percent by weight) with the addition of 25 to 500 g of NaOH (solid). After the resin reaction, respectively. When the resin is deposited, the entire mixture is evaporated to a viscous consistency in a vacuum at temperatures of up to 100 C.
The alkaline resin is now dissolved in ethyl alcohol, methyl alcohol or acetone and in this solution with inorganic or organic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, benzoic acid, phthalic acid, salicylic acid and the like neutralized or. brought in a weakly acidic state. Such an alcoholic phenol-formaldehyde resin solution has the ability to cure at air temperature.
Depending on the composition of the phenol-formaldehyde synthetic resin and the type and amount of acids added, the hardening time at ordinary temperature can be set to 1 to 24 hours. By increasing the addition of acid, the curing time is shortened and the required curing temperature is lowered or. reduced to air temperature.
Instead of sodium hydrogen, an equivalent amount of another inorganic or organic base, e.g. B. sodium bicarbonate, dimethylamine are used.
The wooden object is coated with this alcoholic synthetic resin solution by brushing on, spraying on or dipping, whereupon the lacquer is dried and hardened at normal temperature in the air. The varnish coating obtained is characterized by great hardness and resistance, as well as by high gloss.
7. 10 kg of phenol are condensed with 10 to 50 kg of formaldehyde (30 percent by weight) with the addition of 25 to 500 g of NaOH. After the reaction or. When the resin is deposited, the entire mixture is evaporated to a viscous consistency in a vacuum at temperatures of up to 100 ° C. The alkaline resin is dissolved in equal parts by weight of ethyl alcohol or higher-boiling alcohols and then this alcoholic resin solution is neutralized with hydrochloric acid and / or. acidified.
The phenol-formaldehyde resin solution (wood varnish) obtained in this way has the ability, when applied to wood, to form a varnish-like coating that hardens by itself in the air. With the help of this phenol-formaldehyde resin solution, the pore filler is prepared, which can have the following composition, for example:
10 to 30 kg of 50% alcoholic phenol formaldehyde resin solution, 0 to 60 kg of solvents such as ethyl alcohol or higher-boiling alcohols, 60 to 90 kg of filler such as Bolus.- After the pore filler has been applied to the wood, this is for example with coated with a 50% alcoholic phenol-formaldehyde resin solution, whereupon the resin coating is dried and hardened at normal temperature.
Depending on the intended use, the synthetic resin content in the phenol-formaldehyde resin solution varies between 25 and 75%.
It has been shown that the best results are obtained when the pore filler is produced using the same phenol-formaldehyde resin as the subsequent coating layers, since in this case a firm bond between the pore filler and the coating layer is achieved.
B. 10 kg of phenol are condensed with 20 kg of formaldehyde (30 percent by weight) with the addition of 50 g of NaOH. After success ter reaction respectively. Separating the water, the entire mixture is evaporated in a vacuum at temperatures up to <B> 100 '</B> C to a viscous consistency. The alkaline synthetic resin is then dissolved with equal parts by weight of ethyl alcohol and then weakly acidified with an alcoholic hydrochloric acid solution. 3 kg of a 50% strength alcoholic shellac solution are added to this alcoholic phenol-formaldehyde solution. The now finished resin varnish is applied to the wood by painting, spraying or dipping.
The curing of the lacquer layer takes place at room temperature or at temperatures of 40 to 80 C.
9. 10 kg of cresol are condensed with 40 kg of formaldehyde (30 percent by weight) with the addition of 100 g of NaOH and evaporated in a vacuum to a viscous consistency. This synthetic resin is then diluted with a mixture of equal parts of ethyl glycol acetate and methyl alcohol, this mixture being used in an amount equal to half the weight of the synthetic resin. It is then weakly acidified with an alcoholic sulfuric acid solution.
Now 10 kg of a 50% alcoholic vinyl resin solution are added. The application and drying of the lacquer and curing take place as in Example B.
10. On the reflux condenser, 10 kg of gresol are condensed with 15 kg of formaldehyde (30 percent by weight) with the addition of 1 kg of ammonia (25% 0) or 0.5 kg of dimethylamine until the resin is precipitated. The still liquid resin is evaporated in a vacuum until it is viscous and then in a common solvent for phenol-formaldehyde resin, such as ethyl alcohol, methyl alcohol, acetone, ethyl acetate or butyl acetate,
solved. This dilute solution is made weakly acidic with phosphoric acid. When applied to wood, the phenol-formaldehyde synthetic resin solution dries and hardens at normal temperature within a few hours to form an extremely hard, resistant and high-gloss lacquer layer.