DE10035924B4

DE10035924B4 - Imprägnat und Verfahren zur Herstellung und Verwendung des Imprägnats

Info

Publication number: DE10035924B4
Application number: DE10035924A
Authority: DE
Inventors: Walter Schiegl; Martin Steinwender
Original assignee: Fritz Egger GmbH and Co OG
Current assignee: Fritz Egger GmbH and Co OG
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2020-07-22
Also published as: EP1301661A1; WO2002008518A1; DE10035924A1; PL366168A1; CZ301136B6; AU2001289695A1; CZ2003181A3

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Imprägnates, insbesondere für die Beschichtung von flächigen Holzprodukten,
– bei dem mindestens ein härtbares Harz auf ein Basispapier aufgebracht wird,
– bei dem Polytetrafluorethylen (PTFE) auf das Basispapier aufgebracht wird,
dadurch gekennzeichnet,
– daß mindestens ein Harz in Form von mindestens einem Fluid aufgebracht wird und
– daß in mindestens einem der Fluide das Polytetrafluorethylen gelöst oder dispergiert wird.

Description

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

Imprägnate sind ein wichtiges Vorprodukt der Holzwerkstoffindustrie für die Herstellung von Beschichtungen und von Laminaten. Unter Imprägnaten versteht man ein Basispapier, das entweder aus Zellulosepapier, aus Natronkraftpapier oder aus anderen, auch mit unterschiedlichsten 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 Einwirkung von Druck, bspw. zwischen 10⁶ und 7×10⁶ Pa (10 bis 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 Dekorpapier, und läßt darauf Druck und Wärme einwirken, so erhält man ein Laminat, welches in einem weiteren Verarbeitungsschritt auf einen Trägerwerkstoff unter Einwir kung von Druck, bspw. wenige tausend hPa (wenige kg/cm²), und Wärme, bspw. 70 bis ca. 120°C, auf kaschiert 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 Imprägnate finden sogenannte Imprägnierkanäle Anwendung, in denen eine kontinuierliche Herstellung möglich ist. Dabei durchläuft das Basispapier ein oder mehrere mit Imprägnierfluiden gefüllte Wannen bzw. es wird die Flüssigkeit über Walzen und Rakel oder auch über Düsen kontrolliert aufgebracht. Das so imprägnierte Basispapier erfährt unmittelbar im Anschluß daran eine Trocknung, um das überschüssige 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 Fluidauftrag und anschließender Trocknung hintereinander zu schalten, um einen höheren und mehrschichtigen Fluidauftrag zu erhalten. Am Ende des Imprägnierungskanals wird das Endlos-Imprägnat entweder zu Blättern geschnitten (Maße bspw. 2x5m²) 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 Additive wie Netzmittel und Trennmittel und einem Härter bspw. auf der Basis von Paratoluolsulfonsäure (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. Elektronen strahlbeschleuniger, 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 Natronkraftpapier, die mit PF-Harzen imprägniert werden. Dekorpapiere 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 reinen Zellulosepapieren, die zumeist mit reinem MF-Harz imprägniert sind. Zur Verbesserung der Abriebeigenschaften kommen auch bereits mit Pulvern aus äußerst harten Verbindungen wie bspw. Korund (Aluminiumoxid) gefüllte Zellulosepapiere zum Einsatz bzw. ist es Stand der Technik, den Korund im Fluid zu dispergieren und mit diesem gemeinsam auf das Basispapier aufzutragen. Die verwendeten MF- und UF-Harze bzw. Acrylate werden im Zuge des Verpressens unter Einwirkung von Druck und Temperatur hochtransparent, so daß bei der fertigen Beschichtung bzw. beim Laminat das Druckmotiv voll sichtbar wird. Overlaypapiere werden beim Verpressen zur Gänze transparent und können daher als eine oder mehrere Lage über Dekorpapieren aufgebracht werden mit dem Ziel, eine erhöhte Beständigkeit gegenüber einer chemischen, thermischen und mechanischen Beanspruchung zu erhalten.

Die Flächengewichte der Basispapiere werden an die gestellten Anforderungen angepaßt, dasselbe gilt für die aufgebrachte Menge an Harzen. Übliche Flächengewichte bewegen sich zwischen 30 und 300 g/m2, übliche Beharzungsgrade liegen im Bereich zwischen 40 und 300 Gew.-%, berechnet 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 sollen sowohl die Benetzbarkeit und die Penetration des Basispapiers 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 Ausgestaltungen 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 beschrieben eingesetzt, jedoch keine zufriedenstellende Ergebnisse 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. Dazu ist aus der AT 376 443 die Verwendung einer aus Polytetrafluorethylen bestehenden Schicht bei einem Schichtstoff bekannt.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, das aus dem Stand der Technik bekannte Imprägnat sowie dessen Herstellungsverfahren so zu verbessern, daß die nachteiligen Oberflächeneigenschaften verbessert werden.

Das zuvor aufgezeigte technische Problem wird zunächst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird mindestens ein härtbares Harz auf ein Basispapier aufgebracht. Zusätzlich wird Polytetrafluorethylen (PTFE) auf das Basispapier in der Weise aufgebracht, daß mindestens ein Harz in Form von mindestens einem Fluid aufgebracht wird und daß in mindestens einem der Fluide das Polytetrafluorethylen gelöst oder dispergiert wird. Ist bspw. nur eine Auftragseinrichtung zum Auftragen des Harzes auf das Basispapier vorhanden, so wird das PTFE mit dem gleichen Fluid auf das Basispapier wie das Harz aufgebracht. 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 Imprägnierungslage innerhalb des Schichtaufbaus verschiedener Imprägnierungslagen eingestellt werden.

Das PTFE wird bevorzugt in Form von Teflon eingesetzt. Dabei können das mindestens eine Harz und das PTFE in mehreren nacheinander 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 kältebeständig bis -200 °C und dauerwärmebeständig bis +260 °C ist.

Durch den Zusatz des PTFE zum Imprägnat während des Herstellungsverfahrens wird erfindungsgemäß zum einen erreicht, daß sich das Imprägnat bei der Weiterverarbeitung leichter von Preßflächen löst und somit die Oberfläche einer soeben hergestellten beschichteten Holzwerkstoffplatte oder Laminats nicht beschädigt wird.

Weiterhin wird durch den Zusatz von PTFE im Imprägnat erreicht, daß dessen Oberfläche bzw. die Oberfläche der damit 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 Einsatzbereichen der beschichteten Holzwerkstoffplatten, bspw. Oberflächen 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 Kondensationsharz wie Harnstoff-Formaldehyd-Harz (UF), Melamin-Formaldehyd-Harz (MF), Phenol-Formaldehyd-Harz (PF) oder eine Mischung derselben. Diesem Harz kann das PTFE während der Durchführung des Verfahrens in unterschiedlicher Weise zugefügt werden.

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

In weiter bevorzugter Weise wird mindestens ein Polytetrafluorethylen enthaltendes Fluid durch Tauchen, Aufstreichen oder Aufsprühen auf das Basispapier aufgebracht. Dadurch werden die gleichen Auftragsverfahren angewendet, die auch für das Auftragen des mindestens einen Harzes angewendet werden, so daß diese in der zuvor beschriebenen 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 Verarbeiten des Fluids gewährleistet.

Darüber hinaus wird vorzugsweise das Gewichtsverhältnis des aufgebrachten Polytetrafluorethylens zum aufgebrachten Harz auf einen Wert im Bereich von 0,1 bis 10 %, vorzugsweise 0,5 bis 5 %, insbesondere 1 bis 3 eingestellt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß zu geringe Gewichtsanteile an PTFE dessen Effekt stark verringern. Zu hohe Gewichtsanteile an PTFE dagegen beeinträchtigen die härtende Wirkung des Harzes und führen zu erhöhten Herstellungskosten. 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 erreicht werden.

Das oben aufgezeigte technische Problem wird auch durch ein Imprägnat mit den Merkmalen des Anspruches 7 gelöst. Dieses besteht zumindest aus einem Basispapier und einem Anteil mindestens eines härtbaren Harzes, wobei ein Anteil aus Polytetrafluorethylen vorgesehen ist und der Anteil des Polytetrafluorethylens in einer Imprägnierungslage vorliegt, die mindestens ein Harz aufweist. Dieses wird – wie oben beschrieben – durch Aufbringen des PTFE mit einem Fluid erreicht, das auch Harz aufweist. Mit diesem Imprägnat werden die oben erwähnten besonderen Eigenschaften des Imprägnates erzielt.

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

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 Imprägnates sind oben beschrieben.

Darüber hinaus wird das oben aufgezeigte technische Problem auch durch eine Verwendung eines Imprägnates der zuvor beschriebenen Art für die Herstellung eines beschichteten Holzwerkstoffes gelöst. Dazu wird das erfindungsgemäße Imprägnat nach einem der eingangs beschriebenen Verfahren verarbeitet.

Dieses gilt ebenso für eine Verwendung eines erfindungsgemäßen 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 erfindungsgemäßen Imprägnates hergestellte Holzwerkstoff, bspw. Spanplatten oder MDF-Platten, erhält somit Oberflächeneigenschaften, wie sie zuvor ausführlich beschrieben worden sind und insbesondere vorteilhaft im Bereich der Möbelherstellung und der Herstellung von Wand- und Fußbodenoberflächen eingesetzt werden können.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Imprägnates, insbesondere für die Beschichtung von flächigen Holzprodukten, – bei dem mindestens ein härtbares Harz auf ein Basispapier aufgebracht wird, – bei dem Polytetrafluorethylen (PTFE) auf das Basispapier aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, – daß mindestens ein Harz in Form von mindestens einem Fluid aufgebracht wird und – daß in mindestens einem der Fluide das Polytetrafluorethylen gelöst oder dispergiert wird.
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.
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.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem mindestens ein Polytetrafluorethylen enthaltendes Fluid durch Tauchen, Aufstreichen oder Aufsprühen auf das Basispapier aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Konzentration des Polytetrafluorethylens in dem dieses enthaltenen Fluids im Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 25 Gew.-% eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Gewichtsverhältnis des aufgebrachten Polytetrafluorethylens zum aufgebrachten Harz auf einen Wert im Bereich von 0,1 bis 10 %, vorzugsweise 0,5 bis 5 %, insbesondere 1 bis 3 % eingestellt wird.
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 und – daß der Anteil des Polytetrafluorethylens in einer Imprägnierungslage vorliegt, die mindestens ein Harz aufweist.
Imprägnat nach Anspruch 7, 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.
Imprägnat nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des Polytetrafluorethylens zum Harz im Bereich von 0,1 bis 10 %, vorzugsweise 0,5 bis 5 %, insbesondere 1 bis 3 % liegt.
Verwendung eines Imprägnates nach einem der Ansprüche 7 bis 9 für die Herstellung eines beschichteten Holzwerkstoffes.
Verwendung eines Imprägnates nach einem der Ansprüche 7 bis 9 für die Herstellung eines Laminates, wobei das Imprägnat mit mindestens einem weiteren Imprägnat unter Anwendung von Druck und Wärme zu dem Laminat verbunden wird.
Verwendung eines nach Anspruch 11 hergestellten Laminats für die Herstellung einer beschichteten Holzwerkstoffplatte.