DE10051978A1

DE10051978A1 - Hydrophobieren von Laminaten

Info

Publication number: DE10051978A1
Application number: DE10051978A
Authority: DE
Inventors: Juergen Lorenz; Werner Gottstein; Birgit Niedzolka
Original assignee: Henkel Dorus GmbH and Co KG
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2020-10-21
Also published as: DE10051978B4

Abstract

Eine Zusammensetzung aus trocknenden Ölen, Wachs, Trockenstoffen, Netzmitteln und Entschäumer eignet sich zur wasserabweisenden Beschichtung von leimlos verlegten Laminatboden-Elementen im Bereich der Fugenflanken oder im Bereich von Nut und Feder sowie an den Schnittkanten. Derartig beschichtete Laminatelemente weisen eine drastisch reduzierte Quellung auf, so daß diese ohne Probleme nur mechanisch fixiert, ohne Verwendung von Klebstoffen im Fugenbereich, verlegt werden können.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur wasserabweisenden Ausrüstung ("Hydrophobieren") von leimlosen Laminaten, wobei die Laminat-Elemente an ihren Längs- und Schmalseiten mit einer Beschichtungszusammensetzung beschichtet werden.

"Laminate" im Sinne dieser Erfindung sind dabei Holzwerkstoffe, die vorzugsweise als Fußbodenbelag eingesetzt werden, mit einer Schichtstruktur bestehend aus einer dekorativen, abriebfesten Oberschicht und einem Träger, der auf der Rückseite üblicherweise noch mit einem sogenannten Gegenzug (Konterlaminat) oder einer Melaminbeschichtung versehen ist. Üblicherweise besteht die dekorative, abriebfeste Oberschicht aus einer oder mehreren dünnen Schichten aus Fasermaterial (hauptsächlich Papier) die mit Wärme gehärteten Harzen, z. B. Aminoplasten (hauptsächlich Melaminharz), imprägniert sind - siehe hierzu auch Merkblatt "TKB-2" "Kleben von Laminatböden" des Industrieverbandes Klebstoffe e. V., 1997. Diese Oberschichten werden auch CPL-(Continuous Pressure Laminate) und HPL-(High Pressure Laminate)-Folien genannt. Weiterhin können als Oberschicht Kunststofffolien, wie beispielsweise PVC-Folie, Furniere aus Holz oder andere Flächengebilde, die in der Regel eine Dicke von 0,1 bis 1,0 mm haben, verwandt werden. Diese Folien werden auf die Trägerschicht aufgeklebt oder direkt mit einem solchen Träger klebend verpresst. Der Träger ist in der Regel ein Holzwerkstoff, beispielsweise Massivholz, Spanholz, MDF (Medium Density Fibreboard) oder HDF (High Density Fibreboard). An ihren Längsseiten bzw. Kanten sind derartige Laminat-Elemente mit "Nut" und "Feder" versehen, d. h. die eine Längsseite weist einen etwa mittigen schmalen Vorsprung auf und die andere Längsseite eine entsprechende Vertiefung. Beim Verlegen dieser Laminat-Elemente greifen Nut und Feder jeweils benachbarter Laminat- Elemente ineinander um eine ausreichende Verbundfestigkeit zu bewirken.

Üblicherweise wurden bis vor kurzem derartige Verbunde zusätzlich im Bereich von Nut und Feder mit geeigneten Klebstoffen, wie z. B. vernetzbaren Polyvinylacetat-dispersionen, verklebt. Um ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Holzwerkstoff und damit ein Aufquellen des Laminates zu verhindern bzw. zu reduzieren, schlägt die DE-A-195 47 864 vor, in einem ersten Arbeitsschritt die gesamte Nut-Fläche mit einem Hydrophobierungsmittel zu überziehen. Als Hydrophobierungsmittel werden dabei wässrige Emulsionen von Paraffinen, Wachsen, Silikonen oder Fettsäurederivaten vorgeschlagen. Es wird gesagt, daß so keine Feuchtigkeit in das Element eindringen kann und dort zu einer Faserquellung führen kann. Hierzu kann auch ein Hydrophobierungsmittel verwendet werden, daß eine geringe Wasserdurchlässigkeit aufweist. Gemäß der Lehre der DE-A-195 47 864 wird anschließend zwischen Nut und Feder ein wässriger Klebstoff, ein Dispersionsleim, eingebracht, dieser kann auf der Basis von wässrigen Harnstoff-, Melamin-, Phenol-, Resorcin-, oder Formaldehyd- Kondensationsharzen sein. Anschließend werden die beiden zu fügenden Elemente zusammengepresst, so daß die Feder in die Nut eindringt. Zum Abbinden des Klebstoffes soll dann das darin enthaltende Wasser entweichen. Dieses geschieht durch das Verdunsten aus der seitlichen Fugennaht, andererseits dringt die Feuchtigkeit in die nicht mit einer hydrophobierenden Substanz behandelten Oberfläche des zweiten Elementes auf der Federseite ein. Durch den entsprechenden Auftrag des Hydrophobierungsmittels soll das Eindringen der Feuchtigkeit derart gesteuert werden, daß diese nur in den Federteil und gegebenenfalls in den unteren Nut-Bereich eindringt.

Die DE-A-40 20 495 beschreibt ein Imprägniermittel für Holz mit "Finishing". Dieses Imprägniermittel für Holz enthält ein trocknendes, isocyanatmodifiziertes Leinöl zusammen mit Sikkativen, einem Biozid, einem Hautverhinderunsmittel, ein Rheologieadditiv, eine Polyethylen-Emulsion sowie Kohlenwasserstoff-freie aliphatische Lösungsmittel. Dieser Anstrich soll das Holz konservieren und einen weiteren, gesonderten Oberflächenanstrich unnötig machen und das Holz besser gegen Einwirkung von Wasser, UV-Licht, Sonneneinstrahlung und Kälte schützen. Die Verhinderung der Quellung von Laminat-Elementen wird nicht offenbart. Die DE-A-39 42 136 schlägt ein Hartwachs enthaltendes Imprägniermittel, enthaltend Wachs, Öl, Harz und übliche Zusätze zum Schutz von Holz-, Kork-, Cotto-, Naturstein- und lackierten Metalloberflächen vor. Dieses Imprägniermittel soll verhindern, daß die Oberflächen der vorgenannten Substrate bei kurzfristiger Einwirkung von Wasser, Kondensmilch, Johannisbeersaft, Cola-Getränken, Rotwein, Bier, schwarzem Tee oder Kaffee angegriffen werden. Die Probleme des Quellens von Laminat-Elementen werden nicht angesprochen.

Die US-A-4857578 beschreibt eine wasserabweisende Beschichtung für Holz- Substrate. Diese Beschichtungszusammensetzung enthält in organischen Lösungsmitteln eine hochdisperse Mischung von Polytetrafluorethylen, Alkydharzen und mikrokristallinen Wachsen sowie Trockenstoffen. Es wird angegeben, daß diese Dispersion eine gute Haftung zwischen nacheinander aufgebrachten Schichten aufweist und somit die Delamination übereinander aufgebrachter Schichten verhindert. Probleme der Quellung und deren Lösung werden nicht offenbart.

Die GB-A-2128091 beschreibt ein Holzkonservierungsmittel enthaltende ein Öl- basiertes, thixotropes Alkydharz, ein Öl-basiertes, trocknendes Alkydharz, ein organisches Lösungsmittel, einen Trockenstoff, Pigmente und ein Biozid. Um die Oberfläche des derartig konservierten Holzes etwas wasserabweisend zu machen wird vorgeschlagen eine kleine Menge eines hochmolekularen Wachses (deutlich unter 1%) hinzuzufügen. Probleme der Quellung von Laminat-Systemen bei langandauernder Wassereinwirkung werden nicht angesprochen.

Seit kurzem werden immer häufiger sogenannte "leimlose" Laminate verwendet, die im Nut- und Federbereich über Stege eingeklickt werden, d. h. die mechanische Stabilität des verlegten Laminatbodens wird ausschließlich durch mechanisches Einrasten von Nut und Feder gewährleistet. Derartige Systeme werden beispielsweise in der WO 00/06854 beschrieben. Vorteil dieser Art der Verlegung ist, daß kein zusätzlicher Klebstoff benötigt wird und damit ein Arbeitsschritt eingespart wird. Nachteilig bei dieser Vorgehensweise ist, daß hierbei die Nut durch Feder gebildete Fuge offen und ungeschützt vorliegt, so daß eindringende Feuchtigkeit, wie z. B. Wischwasser bei einem Bodenbelag, zu einer verstärkten Quellung des verlegten Boden führen kann.

Im Stand der Technik werden Hydrophobierungsmittel vorgeschlagen, wie sie unter anderem auch in der DE-A-195 47 864 genannt werden, es handelt sich hierbei im Wesentlichen um filmbildende Systeme, die wässrige Dispersionen oder Emulsionen von Wachsen, Paraffinen oder Siliconölen darstellen, teilweise werden auch wasserfreie feuchtigkeitshärtende Polyurethanbeschichtungsmittel zur Hydrophobierung vorgeschlagen. Diese Hydrophobierungsmittel führen zwar zu einer bedingten Reduzierung des Quellverhaltens, in der Regel wird das Quellverhalten des Laminates mit diesen Hydrophobierungsmitteln jedoch nur um etwa 30 bis max. 60% reduziert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur wasserabweisenden Ausrüstung von leimlosen Laminaten bereitzustellen, das das Quellverhalten des Laminates gegenüber dem Stand der Technik verbessert.

Die Lösung der Aufgabe ist den Patenansprüchen zu entnehmen, sie beruht im Wesentlichen in der Bereitstellung einer Beschichtungszusammensetzung, enthaltend mindestens ein trocknendes Öl, Trockenstoffe und mindestens ein Wachs, zur Beschichtung der Längs- und Schmalseiten von leimlosen Laminateelementen, insbesondere des Nut- und Federbereichs dieser Laminat- Elemente.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer Zusammensetzung enthaltend
60 bis 95 Gew.% trocknende Öle,
5 bis 40 Gew.% Wachs,
0,3 bis 10 Gew.% Trockenstoffe,
0,1 bis 1,5 Gew.% Netzmittel,
0,2 bis 1,5 Gew.% Entschäumer,
zur wasserabweisenden Beschichtung von leimlos verlegten Laminatboden- oder -Wand-Elementen im Bereich der Fugenflanken oder im Bereich von Nut und Feder, sowie an den Schnittkanten.

Als trocknende Öle werden dabei bevorzugt native Triglyceride ausgewählt aus Palmöl, Erdnußöl, Rüböl, Baumwollsaatöl, Sojaöl, Ricinusöl, Sonnenblumenöl, Leinöl, epoxidiertes Sojaöl, epoxidiertes Leinöl, Rapsöl, Kokosöl, Palmkernöl, Saffloweröl, Tallöl, Standöle, geblasene Öle oder deren Umsetzungsprodukte mit Maleinsäureanhydrid sowie Mischung der vorgenannten Öle bzw. deren Umsetzungsprodukte mit Maleinsäureanhydrid verwendet.

Als Trockenstoffe - auch Sikkative genannt - können dabei alle aus der Lacktechnik für oxidativ trocknende Öl- und Alkydharze bekannten Katalysatoren einsetzt werden. Dabei ist bekanntlich der katalytisch aktive Teil solcher Trockenstoffe ein Metallatom ausgewählt aus der Gruppe der Cobalt-, Zirkonium-, Mangan-, Eisen-, Zink-, und Bleiverbindungen. Diese können vorzugsweise in der Form ihrer Oxide, Hydroxide, Borate, Acetate, Carbonate, Naphthenate, Ocotate, Linoleate oder Resinate oder deren Mischungen eingesetzt werden. Gegebenenfalls können noch zu den vorgenannten Primärtrocknern Hilfstrockner, z. B. Salze des Calciums oder Bariums eingesetzt werden. Konkrete Beispiele für derartige Trockner oder Trockenstoffe sind Octa-Soligen-Zirkonium, Octa-Soligen- Kobalt, Octa-Soligen-Calcium, Octa-Soligen-Mangan, Octa-Soligen-Zink, Octa- Soligen-Kobalt/Mangan, Octa-Soligen-Wismuth, Octa-Soligen-Zinn, Octa-Soligen- Kobalt/Barium, Zink, Mangan, Octa-Soligen-Kobalt, Calcium, Lithium, der Fa. Borchers, die als Säurebasis langkettige Monocarbonsäuren oder Naphthensäuren haben.

Als Wachse werden zweckmäßiger Weise Carnaubawachs, Montanwachs, tierische Wachse, Mineralwachse, Petrolatum, oxidiertes Petrolatum, Paraffinwachs, Mikrowachs, hydriertes Mikrowachs, Ethylen-Vinylacetat-Wachs, Polyethylenwachs, Fischer-Tropsch-Wachs oder deren Mischungen verwendet. Besonders geeignet sind dabei niedrigmolekulare Ethylen-Vinylacetat-Copolymer- Wachse, hydrierte Mikrowachse oder Wachse auf Basis niedermolekularer paraffinischer Kohlenwasserstoffe.

Die erfindungsgemäß verwendenden Hydrophobierungsmittel enthalten in der Regel noch in der Lack- und Beschichtungstechnik an sich bekannte Entschäumer und Netzmittel. Mit letzteren soll ein guter Verlauf, eine ausreichende Untergrundbenetzung und eine Vermeidung von "Kraterbildung" des Beschichtungsmittels bewirkt werden. Derartige Netzmittel sind beispielsweise Silikonöle, Dimethylpolysiloxane, Polyether-modifizierte Dimethylpolysiloxane, Fluorsilikone.

Als Entschäumer werden Methylalkylpolysiloxane, Polysiloxan-Copolymere, Acetylendiole, Polyetherblockcopolymere oder auch Mineralöle oder Silikonöle eingesetzt. Diese Entschäumer sollen die Bildung von Mikroschaum verhindern, dies sind kleine kugelförmige Bläschen die von einer relativ großen Flüssigkeitsmenge umgeben sind und die in der fertigen Beschichtung zu Lufteinschlüssen und zu sogenannten "Pinholes" (Nadelstichen) führen können. Derartige Luftbläschen oder Pinholes würden die Funktion der Hydrophobierungs- Beschichtung beeinträchtigen, da an solchen Fehlstellen der Beschichtungsfilm sehr dünn ist oder das Pinhole bis zum Untergrund reichen kann, wodurch Wasser in das Laminat eindringen könnte.

Vorzugsweise sind die erfindungsgemäß zu verwendenden Hydrophobierungsmittel zwar lösungsmittelfrei, es könnte jedoch auch alle in der Beschichtungstechnik üblichen Lösungsmittel auf Basis von Kohlenwasserstoffen, Estern, Ketonen, Alkoholen oder deren Mischungen mit verwendet werden. Grundsätzlich können die Hydrophobierungsmittel auch als wässrige Emulsionen oder Dispersionen eingesetzt werden.

Zusätzlich können weitere, aus der Beschichtungstechnik bekannte Hilfs- und Zusatzmittel, dem Hydrophobierungsmittel zugesetzt werden, es kann gegebenenfalls nötig sein, Lösungsmittel oder Wasser zur Viskositätsregelung zu zusetzen. Angaben hierzu finden sich beispielsweise bei T. Brock, M. Groteklaes, P. Mischke "Lehrbuch der Lacktechnologie", Vincentz Verlag, 1999 im Kapitel 2.4 "Additive". Die dort genannten Additive und Hilfsmittel sowie ggf. Lösungsmittel sind ausdrücklich Bestandteile dieser Anmeldung.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger Prinzipversuche dargestellt werden, wobei die Auswahl der Beispiele keine Beschränkung des Umfanges des Erfindungsgegenstandes darstellen soll, sie zeigen nur in modellhafterweise die Wirkungsweise der erfindungsgemäß zu verwendenden Hydrophobierungsmittel. Bei den Zusammensetzungen sind dabei alle Mengenangaben Gewichtsteile bzw. Gewichtsprozente, wenn nichts anderes angegeben ist.

Beispiele

Aus den folgenden Bestandteilen wurden Beschichtungsmittel durch Vermischen der Einzelbestandteile hergestellt:

Rapsöl	60-95%
EVA-Wachs	5-40%
Cobalt-Trockner	0,3-1,5%
Zirkonium-Trockner	0,3-5,0%
Calcium-Trockner	0,3-3,0%
Netzmittel	0,1-1,0%
Entschäumer	0,2-1,0%

Prüfung des Quellverhaltens 1. Prüfkörperaufbau

Laminatabschnitte mit Nut und Feder
Hydrophobiert mit einem Pinsel, zweimaliger Auftrag
Trocknungszeit: 3 Tage
Ohne Klebstoff zusammengesteckt und von oben gewässert

2. Laminat mit einem Ausgangsquellwert von 12% nach 24-stündiger Wasserlagerung

3. Laminat mit einem Ausgangsquellwert von 8% nach 24-stündiger Wasserlagerung

Diese überraschend starke Reduzierung des Quellverhaltens von HDF bei erfindungsgemäßer Hydrophobierung ist bislang von keinem auf dem Markt befindlichen Hydrophobierungsmittel des Standes der Technik erreicht worden.

Claims

1. Verfahren zur wasserabweisenden Ausrüstung von leimlosen Laminaten dadurch gekennzeichnet, daß die Laminatelemente an ihren Längs- und Schmalseiten mit einer Beschichtungs-Zusammensetzung enthaltend mindestens ein trocknendes Öl, Trockenstoffe und mindestens ein Wachs beschichtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungs- Zusammensetzung zusätzlich Netzmittel und Entschäumer enthält.

3. Verwendung einer Zusammensetzung enthaltend
60-95 Gew.% trocknende Öle
5-40 Gew.% Wachs
0,3-10 Gew.%. Trockenstoffe
0,1-1,5 Gew.% Netzmittel
0,2-1,5 Gew.% Entschäumer
zur wasserabweisenden Beschichtung von leimlos verlegten Laminatboden- Elementen im Bereich der Fugenflanken oder Nut und Feder sowie an den Schnittkanten.

4. Verwendung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß als trocknende Öle native Triglyceride ausgewählt aus Palmöl, Erdnußöl, Rüböl, Baumwollsaatöl, Sojaöl, Ricinusöl, Sonnenblumenöl, Leinöl, epoxidiertes Sojaöl, epoxidiertes Leinöl, Rapsöl, Kokosöl, Palmkernöl, Saffloweröl, Tallöl, Standöle, geblasene Öle oder deren Umsetzungsprodukte mit Maleinsäureanhydrid sowie Mischungen der vorgenannten Öle bzw. Umsetzungsprodukte eingesetzt werden.

5. Verwendung nach Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß als Trockenstoffe Metallverbindundungen aus der Gruppe der Cobalt-, Zirkonium-, Mangan-, Eisen-, Zink-, Bleiverbindundungen, vorzugsweise in Form der Oxide, Hydroxide, Borate, Acetate, Carbonate, Naphthenate, Octoate, Linoleate oder Resinate oder deren Mischungen ausgewählt werden

6. Verwendung nach Anspruch 3 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß als Wachs Carnaubawachs, Montanwachs, tierische Wachse, Mineralwachse, Petrolatum, oxidiertes Petrolatum, Paraffinwachs, Mikrowachs, hydriertes Mikrowachs, Ethylen-Vinylacetat-Wachs, Polyethylen-Wachs, Fischer-Tropsch-Wachs oder deren Mischungen verwendet werden.