DE10035924A1 - Imprägnat und Verfahren zur Herstellung und Verwendung des Imprägnats - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Imprägnat und ein Verfahren zur Herstellung des Imprägnats sowie eine Verwendung des Imprägnats. Das zugrundeliegende technische Problem, das Imprägnat sowie dessen Herstellungsverfahren so zu verbessern, daß die Oberflächeneigenschaften verbessert werden, wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem mindestens ein härtbarer Harz auf ein Basispapier aufgebracht wird, wobei erfindungsgemäß Polytetrafluorethylen (PTFE) auf das Basispapier aufgebracht wird. DOLLAR A Das Problem wird auch durch ein Imprägnat, bestehend aus einem Basispapier, einem Anteil mindestens eines härtbaren Harzes und einem Anteil aus Polytetrafluorethylen (PTFE) gelöst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Imprägnat und ein Verfahren zur Herstellung des Imprägnats sowie eine Verwendung des Imprägnats.

Imprägnate sind ein wichtiges Vorprodukt der Holzwerk­ stoffindustrie für die Herstellung von Beschichtungen und von Laminaten. Unter Imprägnaten versteht man ein Basis­ papier, das entweder aus Zellulosepapier, aus Natron­ kraftpapier oder aus anderen, auch mit unterschiedlich­ sten Motiven bedruckten Spezialpapieren besteht und das mit zumeist thermisch härtbaren Harzen und verschiedenen Additiven getränkt und anschließend getrocknet wird.

Das fertige Imprägnat ist ein Vorprodukt, das unter Ein­ wirkung von Druck, bspw. zwischen 10 und 70 kg/cm², und Wärme, bspw. zwischen 150 und 200°C, in ein oder mehreren Lagen auf den zu beschichteten Holzwerkstoffplatten wie bspw. eine Span- oder mitteldichte Faserplatte (MDF- Platte) direkt aufgepreßt wird. Man erhält eine chemisch, thermisch und mechanisch hoch belastbare Beschichtung. Das Imprägnat kann entweder im Kurztaktverfahren oder im Durchlaufverfahren mit dem Holzwerkstoff verpreßt werden.

Kombiniert man zumindest ein Natronkraftpapier-Imprägnat als Kernlage mit einem weiteren Imprägnat, bspw. ein De­ korpapier, und läßt darauf Druck und Wärme einwirken, so erhält man ein Laminat, welches in einem weiteren Verar­ beitungsschritt auf einen Trägerwerkstoff unter Einwir­ kung von Druck, bspw. wenige kg/cm², und Wärme, bspw. 70 bis ca. 120°C, aufkaschiert werden kann. Das Laminat kann im Taktverfahren (HPL - high pressure laminate) oder in einem kontinuierlichen Prozeß (CPL - continuous pressure laminate) hergestellt werden.

Als industrielle Anlagen für die Herstellung der Imprä­ gnate finden sogenannte Imprägnierkanäle Anwendung, in denen eine kontinuierliche Herstellung möglich ist. Dabei durchläuft das Basispapier ein oder mehrere mit Imprä­ gnierfluiden gefüllte Wannen bzw. es wird die Flüssigkeit über Walzen und Rakel oder auch über Düsen kontrolliert aufgebracht. Das so imprägnierte Basispapier erfährt un­ mittelbar im Anschluß daran eine Trocknung, um das über­ schüssige Wasser oder Lösungsmittel zu verdunsten und ein trockenes, lagerstabiles und maschinell verarbeitbares Vorprodukt zu erhalten. Es ist auch Stand der Technik, mehrere solche Imprägniervorgänge bestehend aus Fluidauf­ trag und anschließender Trocknung hintereinander zu schalten, um einen höheren und mehrschichtigen Fluidauf­ trag zu erhalten. Am Ende des Imprägnierungskanals wird das Endlos-Imprägnat entweder zu Blättern geschnitten (Maße bspw. 2 × 5 m²) oder auf Haspeln zu Rollen mit mehreren 100-Laufmetern gewickelt.

Das Fluid weist bspw. wässrige Kondensationsharze wie Harnstoff-Formaldehyd-Harz (UF), Melamin-Formaldehyd-Harz (MF) oder Phenol-Formaldehyd-Harz (PF) und Mischungen derselben, verschiedene Additiven wie Netzmittel und Trennmittel und einem Härter bspw. auf der Basis von Pa­ ratoluolsulfonsäure (PTSA) auf. Neben den klassischen Kondensationsharzen sind aber auch Harze auf Acrylatbasis aus dem Stand der Technik bekannt, die entweder durch Einwirkung von ionisierender Strahlung, bspw. Elektronenstrahlbeschleuniger, oder in Kombination mit katalytisch wirkenden Härtern zur Vernetzung gebracht werden.

Je nach Verwendung des Imprägnates werden verschiedene Kombinationen von Basispapier und Harztyp hergestellt. Kernpapiere für Laminate bestehen bspw. aus Natronkraft­ papier, die mit PF-Harzen imprägniert werden. Dekorpapie­ re bestehen aus mit bspw. Titanoxiden gefüllten und mit verschiedensten Motiven bedruckten Zellulosepapieren, die zumeist mit UF- und MF-Harzen in zwei Imprägnierschritten hergestellt werden. Overlay-Imprägnate bestehen aus rei­ nen Zellulosepapieren, die zumeist mit reinem MF-Harz im­ prägniert sind. Zur Verbesserung der Abriebeigenschaften kommen auch bereits mit Pulvern aus äußerst harten Ver­ bindungen wie bspw. Korund (Aluminiumoxid) gefüllte Zel­ lulosepapiere zum Einsatz bzw. ist es Stand der Technik, den Korund im Fluid zu dispergieren und mit diesem ge­ meinsam auf das Basispapier aufzutragen. Die verwendeten MF- und UF-Harze bzw. Acrylate werden im Zuge des Ver­ pressens unter Einwirkung von Druck und Temperatur hoch­ transparent, so daß bei der fertigen Beschichtung bzw. beim Laminat das Druckmotiv voll sichtbar wird. Over­ laypapiere werden beim Verpressen zur Gänze transparent und können daher als eine oder mehrere Lage über Dekorpa­ pieren aufgebracht werden mit dem Ziel, eine erhöhte Be­ ständigkeit gegenüber einer chemischen, thermischen und mechanischen Beanspruchung zu erhalten.

Die Flächengewichte der Basispapiere werden an die ge­ stellten Anforderungen angepaßt, dasselbe gilt für die aufgebrachte Menge an Harzen. Übliche Flächengewichte be­ wegen sich zwischen 30 und 300 g/m², übliche Beharzungs­ grade liegen im Bereich zwischen 40 und 300 Gew.-%, be­ rechnet als Festharz bezogen auf das Papiergewicht.

Additive wie bspw. Netzmittel und Trennmittel werden nur in äußerst geringen Mengen dem Fluid zugesetzt - zumeist deutlich unter 1 Gew.-% bezogen auf Festharz. Diese sol­ len sowohl die Benetzbarkeit und die Penetration des Ba­ sispapiers während des Imprägniervorganges begünstigen, als auch die Entformung der fertig beschichteten Platte vom Preßblech unterstützen.

Aus dem Stand der Technik der EP 0 329 154, EP 0 732 449, EP 0 715 935 und EP 0 006 112 sind verschiedene Ausge­ staltungen der zuvor beschriebenen Verfahren bekannt.

Bei den zuvor beschriebenen Herstellungsverfahren treten Probleme bei der Ablösung des Imprägnates während der Weiterverarbeitung beim Ablösen von den Preßflächen auf. Daher werden zwar besondere Additive wie zuvor beschrie­ ben eingesetzt, jedoch keine zufriedenstellende Ergebnis­ se erzielt.

Sämtlichen Imprägnaten, die nach den zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt werden, weisen zudem Nachteile in der Oberflächenbeschaffenheit auf. Insbesondere die Schmutz- und Wasserabweisung sowie die elektrostatische Aufladbarkeit spielen dabei eine Rolle.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrun­ de, das aus dem Stand der Technik bekannte Imprägnat so­ wie dessen Herstellungsverfahren so zu verbessern, daß die nachteiligen Oberflächeneigenschaften verbessert wer­ den.

Das zuvor aufgezeigte technische Problem wird zunächst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird mindestens ein härtbarer Harz auf ein Basispa­ pier aufgebracht. Zusätzlich wird Polytetrafluorethylen (PTFE) auf das Basispapier aufgebracht, wobei bevorzugt das PTFE in Form von Teflon eingesetzt wird. Dabei können das mindestens eine Harz und das PTFE in mehreren nach­ einander ablaufenden Arbeitsschritten aufgetragen werden, zwischen denen das Basispapier jeweils getrocknet wird.

Die besonderen chemischen Eigenschaften von PTFE liegen darin, daß es weder von Lösungsmitteln noch von anderen aggressiven Chemikalien angegriffen wird. PTFE zeigt nach Kontakt mit den meisten Chemikalien keinerlei Verände­ rung. Seine Oberfläche ist so glatt und gleitfähig, daß kaum eine Fremdsubstanz daran haften bleibt. Feuchtigkeit und UV-Strahlung verursachen weder Volumenänderungen noch Verwitterung oder Versprödung.

Die besonderen thermischen Eigenschaften liegen darin, daß PTFE ist kältebeständig bis -200°C und ist dauerwär­ mebeständig bis +260°C ist.

Durch den Zusatz des PTFE zum Imprägnat während des Her­ stellungsverfahrens wird erfindungsgemäß zum einen er­ reicht, daß sich das Imprägnat bei der Weiterverarbeitung leichter von Preßflächen löst und somit die Oberfläche einer soeben hergestellten beschichteten Holzwerkstoff­ platte oder Laminats nicht beschädigt wird.

Weiterhin wird durch den Zusatz von PTFE im Imprägnat er­ reicht, daß dessen Oberfläche bzw. die Oberfläche der da­ mit hergestellten beschichteten Holzwerkstoffplatte oder des Laminats stärker schmutz- und wasserabweisend ist. Der Antihaft-Effekt für Schmutzpartikel wird also erhöht und die Benetzungsfähigkeit mit Wasser verringert. Diese Oberflächeneigenschaften spielen in vielen Einsatzberei­ chen der beschichteten Holzwerkstoffplatten, bspw. Ober­ flächen von Möbeln und Wand- oder Fußbodenbelägen, eine große Rolle. Daher werden deren Eigenschaften durch das erfindungsgemäße Verfahren verbessert.

Schließlich wird durch die Zugabe an PTFE erreicht, daß die elektrostatischen Eigenschaften des Imprägnats bzw. der damit hergestellten beschichteten Holzwerkstoffplatte oder des Laminats verbessert werden. Denn PTFE sorgt für eine elektrostatische Isolierung und verhindert somit ein elektrostatisches Aufladen der Holzwerkstoffplatte oder des Laminats.

In bevorzugter Weise ist mindestens ein Harz ein Konden­ sationsharz wie Harnstoff-Formaldehyd-Harz (UF), Melamin- Formaldehyd-Harz (MF), Phenol-Formaldehyd-Harz (PF) oder eine Mischung derselben. Dieser Harz kann während der Durchführung des Verfahrens das PTFE in unterschiedlicher Weise zugefügt werden.

Bei einer ersten Alternative ist es bevorzugt, daß minde­ stens ein Harz in Form von mindestens einem Fluid aufge­ bracht wird und daß in mindestens einem der Fluide das Polytetrafluorethylen gelöst oder dispergiert wird. Ist bspw. nur eine Auftragseinrichtung zum Auftragen des Har­ zes auf das Basispapier vorhanden, so wird das PTFE mit dem gleichen Fluid auf das Basispapier wie der Harz auf­ gebracht. Sind mehrere Auftragseinrichtungen vorhanden, mit denen mehrfach nacheinander Harze oder auch andere Additive auf das Basispapier aufgebracht werden, so kann mit mindestens einer der Auftragseinrichtungen gemeinsam mit dem damit aufgebrachten Harz und/oder Additiv das PTFE auf das Basispapier aufgebracht werden. Somit kann gezielt die Position der PTFE enthaltenden Imprägnie­ rungslage innerhalb des Schichtaufbaus verschiedener Im­ prägnierungslagen eingestellt werden.

Eine zweite Alternative besteht darin, daß das Poly­ tetrafluorethylen in einem separaten Fluid gelöst oder dispergiert wird und mit dem Fluid auf das Basispapier aufgebracht wird. Dadurch ist zwar mindestens eine zu­ sätzliche Auftragseinrichtung erforderlich, die neben der mindestens einen Auftragseinrichtung eingesetzt wird, mit der der mindestens eine Harz und ggf. weitere Additive auf das Basispapier aufgebracht werden. Dadurch ist es jedoch möglich, eine im wesentlichen harzfreie Imprägnie­ rungslage mit PTFE zu erzeugen, wodurch die Oberflä­ cheneigenschaften weiter beeinflußt werden können.

In weiter bevorzugter Weise wird mindestens ein Poly­ tetrafluorethylen enthaltendes Fluid durch Tauchen, Auf­ streichen oder Aufsprühen auf das Basispapier aufge­ bracht. Dadurch werden die gleichen Auftragsverfahren an­ gewendet, die auch für das Auftragen des mindestens einen Harzes angewendet werden, so daß diese in der zuvor be­ schriebenen Weise kombiniert werden können.

Weiterhin wird in vorteilhafter Weise die Konzentration des Polytetrafluorethylens in dem dieses enthaltenen Fluids im Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 25 Gew.-% eingestellt. Dadurch ist ein leichtes Ver­ arbeiten des Fluids gewährleistet.

Darüber hinaus wird vorzugsweise das Gewichtsverhältnis des aufgebrachten Polytetrafluorethylens zum aufgebrach­ ten Harz auf einen Wert im Bereich von 0,1 bis 10%, vor­ zugsweise 0,5 bis 5%, insbesondere 1 bis 3% eingestellt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß zu geringe Ge­ wichtsanteile an PTFE dessen Effekt stark verringern. Zu hohe Gewichtsanteile an PTFE dagegen beeinträchtigen die härtende Wirkung des Harzes und führen zu erhöhten Her­ stellungskosten. Dabei hat sich eine untere Grenze von 0,1% und eine obere Grenze von 10% herausgestellt. Gute Ergebnisse ergeben sich bei Werten zwischen 0,5 und 5%, während die besten Resultate im Bereich von 1 bis 3% er­ reicht werden.

Das oben aufgezeigte technische Problem wird auch durch ein Imprägnat mit den Merkmalen des Anspruches 8 gelöst. Dieses besteht zumindest aus einem Basispapier und einem Anteil mindestens eines härtbaren Harzes, wobei ein An­ teil aus Polytetrafluorethylen vorgesehen ist. Mit diesem Imprägnat werden die oben erwähnten besonderen Eigen­ schaften des Imprägnates erzielt.

In bevorzugter Weise ist mindestens ein Harz ein Konden­ sationsharz wie Harnstoff-Formaldehyd-Harz (UF), Melamin- Formaldehyd-Harz (MF), Phenol-Formaldehyd-Harz (PF) oder eine Mischung derselben. Der Anteil an PTFE kann in un­ terschiedlicher Weise dem Imprägnat verteilt angeordnet sein.

Eine Alternative besteht darin, daß der Anteil des Poly­ tetrafluorethylens in einer Imprägnierungslage vorliegt, die mindestens einen Harz aufweist. Dieses wird - wie oben beschrieben - durch Aufbringen des PTFE mit einem Fluid erreicht, das auch Harz aufweist.

Eine andere Alternative besteht darin, daß der Anteil des Polytetrafluorethylens zumindest teilweise in einer harz­ freien Imprägnierungslage vorliegt. Dieses wird - wie oben beschrieben - durch ein Auftragen mit einem separa­ ten Fluid erreicht, das keinen Harzanteil aufweist.

In weiter bevorzugter Weise liegt das Gewichtsverhältnis des Polytetrafluorethylens zum Harz im Bereich von 0,1 bis 10%, vorzugsweise 0,5 bis 5%, insbesondere 1 bis 3% liegt. Die damit zu erzielenden Eigenschaften des Im­ prägnates sind oben beschrieben.

Darüber hinaus wird das oben aufgezeigte technische Pro­ blem auch durch eine Verwendung eines Imprägnates der zu­ vor beschriebenen Art für die Herstellung eines beschich­ teten Holzwerkstoffes gelöst. Dazu wird das erfindungsge­ mäße Imprägnat nach einem der eingangs beschriebenen Ver­ fahren verarbeitet.

Dieses gilt ebenso für eine Verwendung eines erfindungs­ gemäßen Imprägnates der zuvor beschriebenen Art für die Herstellung eines Laminats, wobei das erfindungsgemäße Imprägnat mit mindestens einem weiteren Imprägnat unter Anwendung von Druck und Wärme zu dem Laminat verbunden wird. Dieses Laminat läßt sich dann für die Herstellung einer beschichteten Holzwerkstoffplatte verwenden.

Der bei allen zuvor beschriebenen Verwendungen des erfin­ dungsgemäßen Imprägnates hergestellte Holzwerkstoff, bspw. Spanplatten oder MDF-Platten, erhält somit Oberflä­ cheneigenschaften, wie sie zuvor ausführlich beschrieben worden sind und insbesondere vorteilhaft im Bereich der Möbelherstellung und der Herstellung von Wand- und Fußbo­ denoberflächen eingesetzt werden können.

Claims (15)

1. Verfahren zur Herstellung eines Imprägnates, insbe­ sondere für die Beschichtung von flächigen Holzpro­ dukten,
bei dem mindestens ein härtbarer Harz auf ein Basis­ papier aufgebracht wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß Polytetrafluorethylen (PTFE) auf das Basispapier aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mindestens ein Harz ein Kondensationsharz wie Harnstoff-Formaldehyd-Harz (UF), Melamin- Formaldehyd-Harz (MF), Phenol-Formaldehyd-Harz (PF) oder eine Mischung derselben ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mindestens ein Harz in Form von mindestens einem Fluid aufgebracht wird und bei dem in minde­ stens einem der Fluide das Polytetrafluorethylen ge­ löst oder dispergiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Polytetrafluorethylen in einem separaten Fluid gelöst oder dispergiert wird und mit dem Fluid auf das Basispapier aufgebracht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem mindestens ein Polytetrafluorethylen enthal­ tendes Fluid durch Tauchen, Aufstreichen oder Auf­ sprühen auf das Basispapier aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Konzentration des Polytetrafluorethylens in dem dieses enthaltenen Fluids im Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 25 Gew.-% einge­ stellt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Gewichtsverhältnis des aufgebrachten Po­ lytetrafluorethylens zum aufgebrachten Harz auf ei­ nen Wert im Bereich von 0,1 bis 10%, vorzugsweise 0,5 bis 5%, insbesondere 1 bis 3% eingestellt wird.

8. Imprägnat, insbesondere für die Beschichtung von flächigen Holzprodukten, zumindest bestehend aus:
einem Basispapier und
einem Anteil mindestens eines härtbaren Harzes,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Anteil aus Polytetrafluorethylen vorgesehen ist.

9. Imprägnat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Harz ein Kondensationsharz wie Harnstoff-Formaldehyd-Harz (UF), Melamin- Formaldehyd-Harz (MF), Phenol-Formaldehyd-Harz (PF) oder eine Mischung derselben ist.

10. Imprägnat nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Polytetrafluorethylens in einer Imprägnierungslage vorliegt, die mindestens einen Harz aufweist.

11. Imprägnat nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Polytetrafluorethylens zumindest teilweise in einer harzfreien Imprägnierungslage vorliegt.

12. Imprägnat nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des Polytetrafluorethy­ lens zum Harz im Bereich von 0,1 bis 10%, vorzugs­ weise 0,5 bis 5%, insbesondere 1 bis 3% liegt.

13. Verwendung eines Imprägnates nach einem der Ansprü­ che 8 bis 11 für die Herstellung eines beschichteten Holzwerkstoffes.

14. Verwendung eines Imprägnates nach einem der Ansprü­ che 8 bis 11 für die Herstellung eines Laminates, wobei das Imprägnat mit mindestens einem weiteren Imprägnat unter Anwendung von Druck und Wärme zu dem Laminat verbunden wird.

15. Verwendung eines nach Anspruch 14 hergestellten La­ minats für die Herstellung einer beschichteten Holz­ werkstoffplatte.