CH616617A5 - Chipboard panel which is provided on at least one side with a covering layer of melamine resin, and process for producing such a panel - Google Patents

Chipboard panel which is provided on at least one side with a covering layer of melamine resin, and process for producing such a panel Download PDF

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CH616617A5
CH616617A5 CH546977A CH546977A CH616617A5 CH 616617 A5 CH616617 A5 CH 616617A5 CH 546977 A CH546977 A CH 546977A CH 546977 A CH546977 A CH 546977A CH 616617 A5 CH616617 A5 CH 616617A5
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Holzspanplatte, welche mindestens einseitig mit einer Überzugsschicht aus Melaminharz versehen ist.
Zur Herstellung von Überzugsschichten bei Holzspanplatten haben zwei verschiedene Wege Eingang in die Praxis gefunden.
Der erste, weniger gebräuchliche Weg bedient sich eines Lackauftrages von Polyester oder Kombinationen von Alkyd-harzen mit modifizierten Aminoplasten. Dabei erhält man Platten, die infolge mangelnder mechanischer Widerstandsfähigkeit lediglich zu Anwendungen, bei denen die Platten lotrecht stehen, geeignet sind, beispielsweise für Wandverkleidungen. Weiters sind diese Platten wasserempfindlich.
Der zweite Weg führt zu beschichteten Spanplatten, deren Oberfläche kratzfest, wasserfest und beständig gegen Haushaltschemikalien ist und die sich daher auch für waagrechte Anwendungen eignet, z.B. als Platte für Arbeitstische. Infolge der chemischen Beständigkeit finden diese Platten bevorzugt im Küchenmöbelbau Verwendung. Diese Spanplatten haben Überzugsschichten die aus Papier, welches mit Melaminhar-zen imprägniert ist, aufgebaut werden. Es wird dabei dieses Papier nach einem Trockenprozess unter Anwendung von Hitze und Druck auf die Spanplattenoberfläche gepresst und es härten bei diesem Verfahrensschritt die Melaminharze aus und ergeben dabei die gewünschten Oberflächeneigenschaften. Die Herstellung dieser Platten erfordert aber einen sehr grossen Aufwand. Einerseits muss die Oberfläche der Platten vor dem Aufbringen der harzgetränkten Papiere sehr glatt sein um eine Beschädigung der Überzugsschicht beim Verpressen zu vermeiden und um eine entsprechende Haftung der Papiere am Holzspanmaterial zu erhalten und andererseits erfordert das Imprägnieren der Papiere und deren Lagerhaltung grosse Kosten, wozu noch die bedeutenden Kosten für das Papier selbst kommen, wobei zu berücksichtigen ist, dass üblicherweise zur Bildung einer eine Fläche der Holzspanplatte bedeckenden Überzugsschicht mehrere aufeinanderliegende Papierblätter eingesetzt werden.
Es ist nun ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Platten eingangs angeführter Art zu schaffen, bei denen der Herstellungsaufwand wesentlich verringert ist, kein Papier mehr eingesetzt zu werden braucht und trotzdem Kunststoffüberzugsschichten hoher Qualität vorliegen.
Die erfindungsgemässe Platte eingangs erwähnter Art ist dadurch gekennzeichnet, dass die Überzugsschicht aus einem im Vorzustand wasserlöslichen, homogenen Melaminharz besteht, wobei diese Überzugsschicht in die Faserstruktur der Spanplattenoberfläche eingreift und an ihrer Aussenseite einen glatten Kunstharzfilm bildet.
Diese spezielle Ausbildung der Platten lässt sehr gute Gebrauchseigenschaften erzielen, wobei zur Herstellung mit einem, verglichen mit anderen Beschichtungstechniken geringen Aufwand das Auslangen gefunden werden kann. Durch das innige Eingreifen der Melaminharzschicht, die aus einem im Vorzustand wasserlöslichen Harz besteht, in die Faserstruktur der Spanplattenoberfläche ergibt sich eine Schichtstruktur, bei der eine sehr innige Wechselwirkung zwischen dem Melaminharz und den im Oberflächenbereich befindli5
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chen Fasern der Spanplatte vorliegt, wobei jegliche Verankerungsprobleme der Oberflächenschicht in Wegfall kommen. Damit können die erfindungsgemässen Platten ohne Schwierigkeiten durch Sägeschnitte geteilt werden, während es bisher beim Sägen beschichteter Platten zu einem Absplittern der Beschichtung an den Schnitträndern kommt und es vieler Bemühungen der Sägetechnik bedurft hat, um dieses Absplittern auf ein optisch tragbares Ausmass zu reduzieren. Vorzugsweise ist bei der Platte vorgesehen, dass das Melaminharz mit einem anorganischen Füllmittel versetzt ist.
Gewünschtenfalls kann man die Platte so ausbilden, dass auf einer Plattenseite eine ein Füllmittel enthaltende Mel-aminharzüberzugsschicht und auf der anderen Plattenseite eine ungefüllte Überzugsschicht aus im Vorzustand wasserlöslichem duroplastischen Kunstharz, welche gleichfalls in die Struktur der Spanplattenoberfläche eingreift, vorgesehen ist. Hiebei kommen als duroplastische Kunstharze, welche im Vorzustand wasserlöslich sind, vor allem Aminokunstharze und Phenolkunstharze in Betracht. Auch hiebei kann man als Aminokunstharz ein Melaminharz einsetzen, das gegebenenfalls zur Verbesserung der Schleifbarkeit derartiger Schichten und im Interesse eines möglichst geringen Gestehungspreises mit einem Harnstoffkunstharz vermischt oder mischkondensiert sein kann. Kommt der Wasserbeständigkeit keine besondere Bedeutung zu ist es vor allem im Hinblick auf den Ge-stehungspreis vorteilhaft, als Aminokunstharz ein Harnstoffkunstharz allein einzusetzen.
Im Interesse eines guten optischen Aussehens wird vorteilhaft die Überzugsschicht mindestens auf einer Seite pigmentiert bzw. gefüllt und/oder gefärbt. Weiter kann man im Interesse eines guten Aussehens der Überzugsschichten die Trocknung bzw. Härtung so lenken, dass auf der dem Spanmaterial zugewandten Innenseite der Überzugsschicht das Füllmittel und das Pigment angereichert ist, während die Aussenseite pigmentarm bzw. füllstoffarm oder praktisch pigmentfrei bzw. füllstofffrei ist, wobei die Schichtaussenseite auch besonders dicht und fest wird.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemässen Holzspanplatte, und dieses Verfahren ist gekennzeichnet durch die Kombination der Massnahmen, dass zum Bilden der Überzugsschicht auf eine Holzspanplatte eine wässerige Lösung oder eine wasserhaltige Paste eines wasserlöslichen, homogenen Melaminharzes aufgetragen wird, dass die so aufgetragene Schicht dann vorgetrocknet wird, und dass hierauf das Glätten und Aushärten der vorgetrockneten Schicht zur ausgehärteten Überzugsschicht mit einem zwischen Pressplatten erfolgenden Heisspressvorgang vorgenommen wird. Vorzugsweise wird dabei eine Harzlösung oder Harzpaste verwendet, die aus dem Harz und einem anorganischen Füllmittel besteht.
Das Trocknen der Überzugsschichten kann vorteilhaft mittels eines Heissluftstromes und/oder mittels Wärmestrahlung vorgenommen werden, wobei man besonders gute Ergebnisse erzielen kann und mit einem geringen Arbeitsaufwand das Auslangen findet, wenn man das Trocknen in einem Heissluftkanal, durch den die Platten hindurchgeführt werden, vornimmt. Beim Trocknen wird in der Praxis die Feuchtigkeit der aufgebrachten Schicht auf einen zwischen 2 und 10% liegenden Wert herabgesetzt. Eine Herabsetzung auf 5 % Restfeuchte ist für die folgende Härtung der Schichten besonders günstig. Die Trockentemperatur wird vorteilhaft knapp unter 100°C gehalten.
Das Aushärten der Überzugsschichten wird mittels einer Heisspressung zwischen heissen Pressplatten vorgenommen.
Es sei nun der Aufbau erfindungsgemäss ausgebildeter Platten anhand eines in der Zeichnung dargestellten Beispiels erläutert.
In der Zeichnung ist eine Platte dargestellt, bei der ein Plattenkörper 1 vorliegt, welcher durch eine Holzspanplatte gebildet ist, die auf beiden Seiten je eine Überzugsschicht 2 bzw. 3 trägt. Diese Überzugsschichten sind dadurch hergestellt, dass auf die Flächen des Plattenkörpers 1 wässerige Lösungen oder Pasten eines duroplastischen Kunstharzes aufgebracht, danach getrocknet und schliesslich gehärtet wurden, wobei im Zuge dieses Trocknungs- und Härtungsprozesses eine innige Verankerung des Kunstharzmaterials in der Faserstruktur des Plattenkörpers 1 erfolgte, wie durch die teilweise in den Plattenkörper 1 geführte Schraffur der Überzugsschichten 2 und 3 versinnbildlicht ist. Mindestens eine der Überzugsschichten 2, 3 besteht aus einem homogenen Melaminharz, welches mit einem anorganischen Füllmittel versetzt ist. Falls nur eine solche Melaminharzschicht vorgesehen ist, besteht die auf der gegenüberliegenden Plattenseite befindliche Überzugsschicht aus einem duroplastischen Kunstharz ohne Füllmittel.
Die Erfindung wird nun anhand einiger Beispiele, in denen vor allem auf die Zusammensetzung der einzelnen Schichten eingegangen ist, weiter erläutert.
Beispiele
A) Bereitung von Kunstharzen für die Überzugsschichten a) Herstellung eines wässerigen Melaminharzes.
162 g (37 Gew.-%) Formaldehyd, 38 g Wasser und 20 g Sorbit werden miteinander vermischt. In diese Mischung werden 126 g Melamin eingerührt. Nach der Auflösung wird der pH-Wert auf 9,0 eingestellt und laufend durch Zugaben von Natronlauge auf 9 gehalten. Das Gemisch wird erhitzt und solange am Rückfluss gekocht, bis eine Probe, welche im Verhältnis 1 : 4 mit Wasser verdünnt wurde, beim Abkühlen eine Trübungstemperatur von 50°C aufweist. Sodann werden 3 g p-Toluolsulfonsäureamid zugefügt und das Reaktionsgemisch auf 20°C abgekühlt.
b) Herstellung einer wässrigen Harnstoffharzlösung.
60 g Harnstoff, 170 g (37 Gew.-%) Formaldehyd und 20 g Sorbit werden mit Natronlauge auf einen pH-Wert von 8,5 eingestellt. Die Lösung wird erwärmt und 40 Minuten kochen gelassen; sodann wird mit Ameisensäure ein pH-Wert von 4,5 eingestellt und solange gekocht, bis eine Probe, die im Verhältnis 1 : 6 mit Wasser verdünnt wurde, beim Abkühlen eine Trübungstemperatur von 3 bis 5°C zeigt. Dann wird mit Natronlauge auf pH 8,0 eingestellt und abdestilliert, bis der Rückstand 65 % Festharzanteil enthält.
c) Herstellung eines gemischten Aminokunstharzes.
1000 g Melaminharz aus a) werden unter Beigabe von
2 ml Hypersal, 2,5 ml 30%igem Wasserstoffsuperoxyd und 0,7 ml Ameisensäure auf pH 7,2 eingestellt und es werden dann 500 g Harnstoffharz aus b) unter Beigabe von 5 g Am-monchlorid hinzugefügt und intensiv durchgerührt.
d) Herstellung eines Phenolkunstharzes.
94 g Phenol werden mit 200 g (37 Gew.-%) Formaldehyd vermischt und auf 90°C erwärmt. Bei dieser Temperatur werden innerhalb 1 Stunde 22,5 g Natronlauge (33%) zugetropft und sodann weitere 22,5 g Natronlauge (33%) zugefügt. Die Reaktionsmischung wird solange bei 90°C gehalten, bis eine Probe davon eine Viskosität von 200 cP hat. Nun wird rasch abgekühlt.
e) Herstellung eines mit einem Phenolkunstharz gemeinsam kondensierten Aminokunstharzes.
Ein Gemisch von 60 g Harnstoff und 405 g (37 Gew.-%) Formaldehyd wird mit Natronlauge auf einen pH-Wert von 8,5 eingestellt. Die Lösung wird erwärmt und 30 Minuten am Rückfluss gekocht. Nun wird mit Essigsäure auf einen pH-
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Wert von 4,8 eingestellt und weitere 30 Minuten gekocht. Dann wird mit Natronlauge ein pH-Wert von 9,0 eingestellt und in die Lösung 94 g Phenol zugefügt. Nach weiteren 30 Minuten Kochen wird der pH-Wert kontrolliert und gegebenenfalls mit Natronlauge auf 9,0 nachgestellt. Nun wird auf 90°C abgekühlt und 63 g Melamin werden eingerührt. Nach Auflösung des Melamins wird die Reaktionsmischung nach 1 Stunde bei 90°C gehalten und dann rasch abgekühlt.
B) Beschichtung der Plattenflächen
1 ) 400 g eines nach a) erhaltenen Melaminharzes wurden mit 100 g Titandioxyd, 70 g Kaolin, 200 g Wasser und Ameisensäure zur pH-Einstellung auf 7,2 versetzt. Diese Harzmischung wurde durch Spritzen oder Giessen zur Bildung einer Überzugsschicht in einer auf Feststoff bezogenen Menge von 300 g/m2 auf die Oberfläche einer Holzspanplatte aufgebracht. Diese Beschichtung wurde dann 12 Minuten einer Infrarotstrahlung ausgesetzt, wonach die Restfeuchte der Schicht 5 % betrug. Darauf wurde die so beschichtete Holzspanplatte zwischen Pressplatten bei einem Druck von 20 kp/cm2 und einer Temperatur von 150°C 45 Sekunden lang gepresst. Es wurde so eine Holzspanplatte mit weisser Überzugsschicht ohne farbliche Oberflächeninhomogenitäten erhalten, wobei die Überzugsschicht keinerlei Neigung zum Absplittern bei mechanischer Bearbeitung zeigte.
Bei zweiseitiger Beschichtung besteht die Möglichkeit, die Harzsubstanz nacheinander auf die Oberfläche der Holzspanplatte aufzutragen und beide Seiten danach gleichzeitig der Vortrocknungs- und Pressbehandlung zu unterziehen.
2) Es wurde auf eine Seite einer Holzspanplatte ein mit Füllstoff versehenes Melaminharz gemäss Beispiel 1 aufgetragen, und auf die andere Seite der Platte wurde ein füllstofffreies Melaminharz aufgetragen, das durch Zugabe von 2 ml Hypersal (Netzmittel), 2,5 ml 30%igem Wasserstoffsuperoxyd und 0,7 ml Ameisensäure (85%) zu 1000 g Melaminharz nach a) erhalten wurde, wobei sich ein pH-Wert von 7,2 ergab. Das Auftragen erfolgte durch Spritzen oder Streichen, in einer Menge von 300 g Festharz/m2. Es wurde mit Umluft auf eine Restfeuchte von 5 % getrocknet und dann gemäss Beispiel 1 gepresst.
In analoger Weise wurde auch die füllstofffreie Überzugsschicht durch Verwendung eines Kunstharzes gemäss b), c), d) oder e) anstelle des Melaminharzes nach a) beschichtet.
3) Es wurden 200 g Melaminharz gemäss a) mit 50 g Kreide, 50 g Schiefermehl, 50 g Talkum, 200 g Schwerspat,
5 25 g Titanoxyd und 10 g Aerosil gemischt. Von dieser Masse wurden 450 g/m2 durch Spachteln oder durch gegenläufige Walzen auf eine Fläche einer Holzspanplatte aufgebracht und mit Heissluft getrocknet. Auf die andere Fläche der Holzspanplatte wurde danach ein Amino-Kunstharz nach d) io in einer Menge von 250 g Festharz/m2 aufgetragen u. gleichfalls mit Heissluft getrocknet. Die Härtung der beiden Überzugsschichten erfolgte gemeinsam durch Verpressen gemäss Beispiel 1.
4) Es wurden 200 g Melaminharz gemäss a) mit 50 g
15 Kreide, 50 g Schiefermehl, 100 g Talkum, 100 g Schwerspat, 100 g Titandioxyd und 50 g Furfurylalkohol vermengt und es wurde diese Melaminharzmasse analog Beispiel 3 auf beide Flächen einer Holzspanplatte aufgetragen, getrocknet und gehärtet.
20 5) Es wurde auf eine Holzspanplatte einseitig eine wässerige Harnstoffharzlösung nach b) in einer Menge von 250 g Festharz/m2 aufgebracht und es wurde diese Beschichtung getrocknet. Danach wurde auf die andere Fläche der Platte ein mit Füllstoff und Pigment versehenes Melaminharz ge-25 mäss Beispiel 1 aufgebracht und diese Deckschicht auf eine Restfeuchte von 10% getrocknet. Danach wurde die so beschichtete Holzspanplatte in eine beheizte Plattenpresse eingebracht und die Kunstharzschichten gehärtet. Hiebei wurde durch die gegenüber den früheren Beispielen höhere Rest-30 feuchte eine Anreicherung des Füllstoffes und Pigmentes in der dem Spanmaterial benachbarten Zone der Melamin-harzüberzugsschicht erreicht, wodurch die äussere Zone der Überzugsschicht besonders harzreich, dicht und fest wurde.
6) Eine Melaminharzlösung die dadurch erhalten wurde, 35 dass 1000 g Melaminharz a mit 2 ml Hypersal, 2,5 ml 30%-igen Wasserstoffperoxyd und 0,7 ml Ameisensäure (85 %) versetzt wurde, wurde in eine Menge von 300 g Festharz/m2 auf eine Fläche einer Holzspanplatte durch Spritzen oder Streichen aufgetragen. Dieser Auftrag wurde 10 min. lang 40 getrocknet und danach wurde auf die zweite Fläche die gleiche Menge Melaminharz aufgetragen, erneut 10 min.
lang getrocknet und dann wurde gemäss Beispiel 1 gepresst.
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1 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

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1. Holzspanplatte, welche mindestens einseitig mit einer Überzugsschicht aus Melaminharz versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Überzugsschicht aus einem im Vorzustand wasserlöslichen, homogenen Melaminharz besteht, wobei diese Überzugsschicht in die Faserstruktur der Spanplattenoberfläche eingreift und an ihrer Aussenseite einen glatten Kunstharzfilm bildet.
2. Holzspanplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Melaminharz mit einem anorganischen Füllmittel versetzt ist.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Holzspanplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Melaminharz Farbstoff bzw. Farbpigment enthält.
4. Holzspanplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Plattenseite eine ein Füllmittel enthaltende Melaminharzüberzugsschicht und auf der anderen Plattenseite eine ungefüllte Überzugsschicht aus im Vorzustand wasserlöslichem duroplastischem Kunstharz, welche gleichfalls in die Struktur der Spanplattenoberfläche eingreift, vorgesehen ist.
5. Holzspanplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der mit Füllmittel versetzten Überzugsschicht das Füllmittel und ein Pigment auf der dem Spanmaterial zugewandten Innenseite angereichert ist, während die Aussenseite füllstoff- und pigmentarm oder praktisch füll-stoff- und pigmentfrei ist.
6. Holzspanplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Seiten eine gefüllte Überzugsschicht aufweisen und hierbei Füllstoff- und Pigmentgehalt der auf der einen Seite der Platte befindlichen Überzugsschicht sich von dem der auf der anderen Seite der Platte befindlichen Überzugsschicht unterscheidet.
7. Verfahren zum Herstellen einer Holzspanplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bilden der Überzugsschicht auf eine Holzspanplatte eine wässrige Lösung oder eine wasserhaltige Paste eines wasserlöslichen, homogenen Melaminharzes aufgetragen wird, dass die so aufgetragene Schicht dann vorgetrocknet wird, und dass hierauf das Glätten und Aushärten der vorgetrockneten Schicht zu einer ausgehärteten Überzugsschicht mit einem zwischen Pressplatten erfolgenden Heisspressvorgang vorgenommen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Harzlösung oder Harzpaste verwendet wird, die aus dem Harz und einem anorganischen Füllmittel besteht.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Harzlösung oder Harzpaste verwendet wird, die Farbstoff bzw. Farbpigment enthält.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der zum Bilden der Überzugsschicht vorgesehenen Lösung oder Paste durch Aufspritzen vorgenommen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der zum Bilden der Überzugsschicht vorgesehenen Lösung oder Paste durch Walzen oder Giessen vorgenommen wird.
12. Verfahrennach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Vortrocknen mittels Strahlungswärme vorgenommen wird.
13. Verfahrennach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Vortrocknen mittels Infrarotstrahlung vorgenommen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Vortrocknen in einem Heissluftofen oder -kanal vorgenommen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Vortrocknen in Verbindung mit Infrarotstrahlung vorgenommen wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung einer beidseitig beschichteten Platte das Aufbringen des zur Bildung der beiden Überzugsschichten dienenden Materials zuerst auf die eine und dann auf die andere Seite der Platte vorgenommen wird und dass das Glätten und Aushärten in einem beide Plattenseiten behandelnden Heisspressvorgang vorgenommen wird.
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