DE1571073A1

DE1571073A1 - Verfahren zur Herstellung eines Holzprodukts mit einem funktionellen UEberzug

Info

Publication number: DE1571073A1
Application number: DE19641571073
Authority: DE
Inventors: Brown Gordon Eldred; Huff Richard Royce
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1963-09-24
Filing date: 1964-09-21
Publication date: 1970-03-05
Also published as: SE306898B; US3414461A

Description

EDUARD LORENZ - BERNHARD SEIDLER . MARGRIT SEIDLER DIPL. ING. HANS KARL GÖSSEL". DR. JUR. LÜDER WITT· 57« _Qm~

RECHTSANWÄLTE

8 München 22, Widenmayerstraße 23 Telefon [0811] 297194/297834 Postscheck: München 170280 Bankkonto: Bayerische Vereinsbank München, Konto 842 Öl 9 Ihr Zeichen Unser Zeichen 4381 L/A

^T°⁹ 3. Mai 1969

Monsanto Company

St. Louis, Missouri, USA

Verfahren zur Herstellung eines Holzprodukts mit einem funktioneilen Überzug. .

Die Erfindung betrifft einen neuen Überzug, für Substrate aus Holz, insbesondere einen neuartigen Überzug für Sperrholz, der funktionell dauerhafte, maßbeständige und gegebenenfalls dekorativ wirkende Flächen bildet.

überzüge für Substrate aus Holz, beispielsweise Sperrholz, werden- zu e in era ■ öder beiden der folgenden Zwecke verwendet:

1. Zum Abdecken von Oberflächenfehlern, so daß eine Oberfläche erhalten wird, die entweder selbst dekorativ wirkt oder wenigstens für lis Aufnahme sines dekorativ v/irkenden Überzuges geeignet ist, beispielsweise von Farbe, Lack, Filz usw. und

'-■-,. zur Verbesserung der funktioneilen oder Gebrauchseigenschaften les Substrats aus Holz. Beispielsweise muß Sperrholz, ins-■ besondere boi Furnieren minderer Qualität, in beträchtlichem * Atismaß ausgebessert und/odar ausgefüllt werden, damit es einen Überzug auf nehmen kann, "is ist üblich, beispielsweise

aus lan Furnia;·: herauszuschneiden und dann die Löcher

n (Art. 7 % \ als. 2 n,. 1 s^z 3 dta

.00081.0/0907

mit genau passenden Stöpseln auszufüllen, die aus anderen Furnieren ausgeschnitten worden sind, oder in Spalten und Risse Holzkitt einzustreichen, um den Fehler unkenntlich zu machen, üin anderes Verfahren zum Unkenntlichmachen von Oaerflächenfehlern ist in den USA-Patentschriften 2 419 614 und 2 606 138 (welch) ßesehrieben. Danach wira die Sperrholzoberfläche mit einem Gemisch aus Sägemehl una Harz abgedeckt. Diese Maßnahmen haben jedoch nur einen dekorativen Effekt und tragen nicht oder nur wenig zu einer Verbesserung der Funktionseigenschaften des Substrats bei.

Oberflächen, die normalen Außenluft- und verschärften Prüfbedingungen gewachsen sind und' die beispielsweise eine beträchtliche Beständigkeit gegenüber Wasser und Chemikalien, iletzadernbildung, Hochgehen von Fasern, Hochgehen des Korns, Abrieb oder Einkerbungen während der Manipulation usv/. besitzen, und bei denen der überzug unabhängig von dem Substrat eine hohe Zugfestigkeit hat, können für vJeLe Zwecke verwendet werden. Die Forderung nach einer Festigkeit des Überzuges ist v/ichtig zur Gewährleistung der Maßhaltigkeit und der dauerhaften Geschlossenheit der Oberfläche nach der Alterung, die für einen hochwertigen und dauerhaften überzug erforderlich ist. Die jetzt auf dem Markt befindlichen überzüge von hoher und mittlerer Dichte, beispielsweise aus gewöhnlich mit Harz imprägnierten Papierblättern, erfüllen viele dieser Forderungen, aber nur unter hohen Kosten. Sie werden daher nicht in großem Umfang verwendet und können in vielen Fällen, in denen die Kostenfrage entscheidend ist, nicht ausgenutzt werden. Beispielsweise sind für wiederverwendbare Betonschalungen die vorstehend genannten und andere Funktionseigenschaften erforderlich. Auch die in großem Umfang benötigten Platten für Wohn- und kommerzielle Gebäude müssen derartige Eigenschaften besitzen. In der Holzindustrie besteht daher ein starkes Bedürfnis nach einem billigen überzug, der zu Funktionseigenschaften führt, die mit den mit Auflagen hoher oder mittlerer Dichte erzielbaren vergleichbar oder ihnen überlegen sind.

009810/0967 bad ORi_QiNAL

Die Erfindung bezweckt daher die Schaffung von neuartigen überzügen für Substrate aus Holz unddie Schaffung eines Verfahrens zu ihrer Herstellung.

Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung von neuartigen Überzügen, die Funktionseigenschaften besitzen.

Ein weiterer Sweck besteht in der Schaffung eines Verfahrens zur Verbesserung der funktionellen Eigenschaften der Oberflächen von Sperrholz und Hartfaserplatten.

Außerdem bezweckt die Erfindung die Schaffung von Substraten aus Holz, z.B. Sperrholz, die Oberflächenauflagen besitzen, die dauerhaft sind, z.B. beständig gegenüber Wasser und Chemikalien, Uetzadernbildung, Hochgehen des Korns, Hochgehen von Fasern, Abrieb, Einkerben usw., und die selbst eine so hohe Zugfestigkeit besitzen, daß ihre Oberfläche geschlossen und maßhaltig bleibt.

Gemäß der Erfindung wird daher ein Verfahren zur Herstellung eines Holzprodukts mit einem funktionellen überzug aus mehreren Schichten vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß

3} C-. iie Oberfläche eines Substrats aus Holz ein überzug aus einer wässerigen Lösung eines wanvihärtebaren Harzes

einer Menge von etwa 2,5-50 g Harzfeststoffen pro m der L- u>.. ;tratoaer fläche auf gebracht wird,

b) auf diese überzogene Oberfläche eine Schicht aus einem Ge-iiisch aufgebracht wird, das besteht aus: (1) Holzfasern nit einem Schütte,ewient bis-zu.etwa'" 0,16 g/cm und

0 3 010/0967 . ·, '

BAD ORIGINAL

(2) einer wässrigen Lösung eines Pheno1formaldehydharζes in einer Menge von etwa 5-50 Gew. % Harzfeststoffen, bezogen auf das Trockengewicht der Holzfasern,

c) auf die Oberfläche der Fasermaterialschicht ein Überzug aus einer wässrigen Lösung eines Phenolformaldehyd-Resolharzes in eiier Menge von 5 fläche aufgebracht wird, und

harzes in eiier Menge von 5-75 g/m der Substratober-

d) die so erhaltene Anordnung zu ihrer Verfestigung der Einwirkung von Wärme und Druck ausgesetzt wird, wobei die in den Schritten b) und c) verwendeten Phenolformaldehyd-Resolharzlösungen voneinander unabhängig gewählte wässrige Lösungen eines alkalikatalysierten Phenolformaldehyd-Kondensationsprodukts sind, das ein durchschnittliches Molekulargewicht bis zu etwa 5000 besitzt und im Durchschnitt 1,3 - 3,0 Mol gebundenen Formaldehyd pro Mol Phenol enthält, und der Gesaiatfeuchtigkeitsgehalt der in den Schritten a), b) und c) aufgebrachten Bestandteile des Überzugs bei Messung knapp vor dem Warmpressen und in Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf das Trockengewicht der Holzfasern, zwischen einen Minimum = rrrz + 15 und einem Maximum

+ 40 liegt, wobei Mn das durchschnittliche Molekulargewicht der in den Schritten b) und c) in wässriger Lösung verwendeten Phenolformaldehyd-Resolharze ist.

Verfahren zum Aufbringen mehrerer Schichten auf Substrate aus Holz, Pappe und dergl. sind in der Technik bekannt.

So überzieht man z.B. die Substrat-Oberfläche mit einer Harzschicht, bringt darauf eine Schicht losen Fasermaterials und verpresst, nachdeni man gegebenenfalls die Faserschicht mit einer zweiten Harzschicht übersprüht hat.

009810/09 6 7

Oder man trägt auf das Substrat ein. Bindemittel aus Leim und Harz auf, streut auf die Bindemittel-Schicht stark zerkleinertes Holz und überzieht die Holzschicht nach dem Trocknen erneut mit dem Bindemittel.

Zur Herstellung einer Wandverkleidung hat man ferner Fasermaterial mit organischen und anorganischen Bindemit-. teln, Wasser und Füll- und Farbstoffen als Paste auf unverputzte Wände als Belag aufgetragen/ um diesen die gewünschte Form zu geben.

Für die Erfindung ist indessen die mittlere Harz-Faserschicht insofern wesentlich, als sie Holzfasern bestimmten, niedrigen Schüttgewichts enthält? darüber hinaus muß der Feuchtigkeitsgehalt des Überzugs innerhalb bestimmt festgelegter Grenzen liegen. Niedriges Sghüttgewicht und bestimmter Feuchtigkeitsgehalt sind aber unbedingte Voraussetzungen, wenn man Produkte erhalten will, die in Bezug auf Alterung/ Abriebfestigkeit, Geschlossenheit der Oberfläche, Aufnahme von Farbe und noch andere Eigenschaften den Anforderungen entsprechen.

Die nachstehenden Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung, die jedoch nicht auf diese Beispiele eingeschränkt ist.

Die nachstehenden Beispiele I und II erläutern die Her-

stellung von überzogenem Sperrholz bei zwei verschiedenen Gesamtfeuchtigkeits- und Harzgehalten. Dabei werden als Harz B, d.h., als das im Gemisch mit den Holzfasern und in der obersten Schicht verwendete Phenolharz, verschiedene Phenolharze verwendet, da-

- « ■ ■ ' .."■■-.■-

runter zu Vergleichszwecken verschiedene ungeeignete Harze. In der Tabelle A ist jedes der für diesen Zweck verwendeten Harze angegeben. .

00981 0/ 09 67 _Bad

Beispiel I

Dieses Beispiel betrifft überzogene Sperrholzplatten, bei denen der Überzug, der aus dem Grundierharz (A), dem Gemisch aus Holzfasern und Phenolharz und der Deckschicht bestand* insgesamt 30 Gewichtsprozent Harzfeststoffe, bezogen auf das Fasertrockengewicht, enthielt, während der Gesamtfeuchtigkeitsgehalt des Überzuges bei Messung knapp vor dem Warmpressen etwa. 28 Gewichtsprozent , bezogen auf das Fasertrockengewicht, betrug.

Eine Reihe von 5-lagigen, 20,6 mm dicken Sperrholztäfelchen aus Douglastanne, in einem Format von 217 χ 254 mm, wurden gleichzeitig durch Spritzen mit einem Überzug aus einer wässerigen alkalischen Lösung eines Phenolharzes überzogen. Diese Lösung hatte einen Harzfeststoffgehalt von etwa 30 Gewichtsprozent und war hergestellt worden, indem ein Molanteil Phenol mit etwa 2,1 Molanteilen Formaldehyd unter Rückfluß in Anwesenheit von 0,6 Molanteil Natriumhydroxyd kondensiert worden war. Die Menge des Überzuges pro Täfeichen betrug etwa 0,8 g. Mit Hilfe eines Schwerk~raftbestäubers wurden dann auf jedes Täfeichen etwa 10 g eines Gemisches aus Holzfasern mit einem Schüttgewicht von etwa 0,065 g/cm und einem der in Tabelle A angegebenen Phenolharze aufgebracht. Das Phenoliur* wutde jeweils in einem solchen Mengenanteil verwendet und Wasser wurde durch Trocknen in einer solchen Menge entfernt, daJ das Gemisch aus Holzfasern und Phenolharz etwa 22 Gewichtsprozent Harzfeststoffe und etwa 8,5 Gewichtsprozent Feuchtigkeit enthielt. Dann wurde auf jedes Täfeichen durch Spritzen eine Deckschicht von J,2 g einer wässerigen Lösung aufgebracht, die etwa 40 Gewichtsprozent Harzfeststoffe desselben Phenolharzes enthielt, das auch in dem Gemisch aus Holzfasern und Phenolharz verwendet wurde. Schließlich wurde die ganze Anordnung zur Verfestigung 8 Minuten lang bei 149° C und 12,3 kg/cm warmgepreßt.

009810/0967 bad

Beispiel II .

Dieses Beispiel betrifft überzogene Sperrholztäfeichen, bei denen der überzug, einschließlich des Grundierharzes (Harz A), des Gemisches aus Holzfasern und Phenolharz und der Deckschicht eine Gesamtharzmenge von etwa 39 Gewichtsprozent Harzfeststoffen, bezogen auf das Fasertrockengewicht, und bei Messung knapp vor dem Warmpressen einen Gesamtfeuchtigkeitsgehalt von etwa 37 Gewichtsprozent, bezogen auf das Fasertrockengewicht, hatte.

Unter Wiederholung des Beispiels I wird eine entsprechende Anzahl von überzogenen Sperrholztäfelchen hergestellt, wobei aber die Menge des Gemisches aus Holzfasern und Phenolharz auf etwa 8,0 g pro Täfeichen herabgesetzt und die Menge der Deckschicht auf etwa 2,0 g pro Täfelchen erhöht wurde. .

DOS 810/0967

- 8 Tabelle A

Angabe des in dem Faser-Harz-Gemisch und der Deckschicht verwendeten Harzes

,-Vj

Bei spiel	Tafel- Mol chen verh. Nr. P/F/ Kat.	1/2,25/ 0,05	Kata lysa tor	pH- Wert	6,0	Fest stoff gehalt (Gew.-%;	VIs-- kosi tat ) (d)	Koch zeit bei 66* C	15	2,4	Zahlen mäßig durch schnittl. Molekular gew.
I & II	1	1/2,25/ 0,1	WaOH	8,9	9,2	52	18	6,5	14	2,4	197
II	2	1/1,5/ 0,2		9,1	9,2	52	18	3,75	250	—	220
1!	3	1/2,25/ 0,2	Il	9,7	6,5	51	15	1,25	150
Il	4	1/3,0/ 0,2	II	9,5	6,1	53	23	2,4	230
Il	5	1/1,4/ 0,03	Il	9,5	11,0	51	50	5,5	318
Il	6	1/2,25/ 0,2	Tri- äthyl- anin	8,0	58	20.	10	176
Il	7	1/3,0/ 0,2	Tri- O₁O äthanol- amin	50	14	10	180
I!	ε	1/2,25/ 0,2	Kalk (a)	40	15	2,75	243
Il	9	1/2,25/ 0,2 ,	NaOH	51	66 (e)	3,75	415
11	IO	1/2,25/ 0,2	ι:	51 1050 + (f) Ein dicken	654
II	11	1/2,25/ 0,2	KaOH (b)	39	230
Il	12	1/2,25/ 0,75	NaOH (C)	48	230
11	₁₃(g)	LIaOH :	40	2200

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ORIGINAL

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(a) Neutralisiert durch DurcSiperlen von CO₂ durch das Harz und Abfiltrieren von

(b) Das zur Herstellung des Täfelchens Wr. 4 verwendete Harz, jedoch mit H₂SO₄ angesäuert.

(c) Das zur Herstellung des Täfelchens Nr. 4 verwendete Harz, jedoch mit HCl angesäuert« " ■

(d) Bei 21° C nach der MacMichael--30d~Skala.

(e) Das zur Herstellung des Täfelchens Nr. 2 verwendete Harz, das jedoch auf ein höheres Molekulargewicht und eine höhere Viskosität eingedickt wurde.

(f.). Das zur Herstellung der Täfeichen Wr. 2 und 9 verwendete Harz, das jedoch auf ein noch höheres Molekulargewicht eingedickt wurde. ■ ; -.

(9) Su Vergleichsswecken verwendetes, übliches Sperrholzharz, siehe Tabelle J. --"■"".-.'■'

In den nachstehenden Beispielen III - IV werden die verschiedenen überzogenen Täfeichen, die nach Beispiel I und II hergestellt wurden, in Bezug auf wichtige Eigenschaften miteinander verglichen. Diese Beispiele zeigen, daß verschisdena liarze B in dem Gemisch aus Holzfasern und-Phenol-■ ; harz und in der Deckschicht verwendet werden können.

Beispiel ¹III

Jedes der nach Beispiel I und II hergestellten und in der T.tiaelle A angegebenen Täfeichen v/ird nach dem beschleunigten Prüfverfahren nach ASTM D--1O37-6O T auf seine Dauerhaftigkeit hinsichtlich des hochgehens von Fasern und der Geschlossenheit

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BAO

(a) Neutralisiert durch Durchperlen von CO₂ durch das Harz und Ab::iltrieren von CaCO₃.

(b) Das zur Herstellung des Täfelchsns Wr.4 verwendete Harz, jedoch mit H₉SO₄ angesäuert.

(c) Das zur Herstellung des Täfelchens iTr.4 verv/endete Harz, jedoch mit HCl angesäuert.

(d) Bei 21° C nach der ilacjiichael-20cl-3kala.

(e) Das zur Herstellung dos Tufe.L-.hens Hr.2 verwendete Harz, das je .och auf ein höheres ."-Iolekulargewicht uno. aine höhere Viskosität eingedickt vrarde.

(f) Das zur Herstellung der Täfeichen I-Ir.2 und 9 verv/endete Harz, das jedoch auf ein noch höheres ΙΊοlekulargawicht eingedickt wurde.

(g) Zu Vergleichszwecken verwendetes, übliches Sp rrholzharz, siehe Tabelle J.

In den nachstehenden Beispielen III-IV werden die verschiedenen überzogenem Täfelchen, die nach Beispiel I und II hergestellt wurden, in Bezug auf wichtige Eigenschaften miteinander verglichen. Diese Beispiele zeigen, daß verschiedene Harze B in dem G--misch aus Holzfasern und Phenolharz und in der Deckschicht verwendet werden können.

Beispiel III

Jedes der nach Beispiel I u.id II hergestellten u.xl in der Tabelle A angegebenen Täfelchen wird nach da.n beschleunigten Prüfverfahren nach ASTH D-1O37-6OT auf seine Dauerhaftigkeit hinsichtlich des Hochgehens von Fasern und der Geschlossenheit der Oberfläche geprüft. Bei der Geschlossenheit der Oberfläche wird ein

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Vergleich mit Sperrholz aus Douglastanne durchgeführt. Als Kennwert für das Hochgehen von Fasern wird der Prozentsatz der Gesamtoberflache verwendet, die durch Quellen von Oberflächenfasern aufgerauht wurde, wobei weniger als 10 % als gut, 10-20 % als genügend und mehr als 20 % als schlecht bezeichnet wird. Die Ergebnisse sind in der Tabelle B angegeben.

Tabelle 3 Beschleunigte Alterung

Beispiel I Beispiel II

Feuchtigkeitsgehalt 28 Iiarzqehalt 30 %

Feuchtigkeitsgehalt 37- % Harzgehalt 39 %

Tafel- Hochgehen Geschlos-' chen von Fasern .,enheit der .,r. Oberfläche

Hochgehen Geschlossenheit von Fasern der Oberfläche

1	genügend	gend	genügend	genügend	„ gut
2	gut	ό.· .< iena	genügend .	genügend	""-.Ut /
3	gut	genügend	.enügend	,enügend
4	gut	genügend	..Ut	genügend
5	genügend	genügend	enügend	genügend
ß (d)	schlecht	schlecht	--chlecht	ichlecht
	j.; !echt	schlacht	,chlecht	ichlecht
8	.-Ut	gut	gut	gut
11 (b₍	genügend	enügend	gut '
12 (C)	crenügend	enügend	- Ut

(a) Das ν wendete Harz vr.irde durch Durchperlen von CO₂ und Abfiltri^ren von CaCO₃ neutralisiert.

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BAD

(b) Das mit Lauge katalysierte Harz, das zur Herstellung des Täfelchens Nr.4 verwendet wurde, aber mit H₂SO. auf pH 6,5 angesäuert.

(c) Das mit Lauge katalysierte Harz, das zur Herstellung des Täfelchens Nr.4 verwendet vmrde, aber mit HCl auf pH 6,1 angesäuert.

(d) In allen Fällen werden die Eigenschaften auf "gut" verbessert, wenn die Tafeichen bei ihrer Herstellung 20 Minuten lang gepreßt werden.

Aus den in der Tabelle B angegebenen Ergebnissen geht hervor, daß sich die erfindungsgemäßen überzogenen Täfelchen hinsichtlich der Aiterungseigenschaften vorteilhaft mit den viel teureren Überzügen von mittlerer unu hoher Dichte vergleichen können, die derzeit verwendet werden. Das in dem Täfeichen Nr.8 verwendete, mit xialk katalysierte und dann neutralisierte Harz führt zu gleichmäßig gute.x Ergebnissen, dia r.it denen sines Überzuges hoher Dichte vergleichbar sind.

Beispiel IV

Jedes der nach den Seispielan I und II hergest eilten und in der Tabelle A airjaf ihrten Sparrholütäfelchen wird auf seine Abr.i.eofostigk2it geprift. Zu dienern Z<','eck v/ird der Gev/ichtsverlust jedes Täfelchens nach 2000 und 4000 U.adrehungen der Taber-Schleifmaschine gemessen, die mit Scheiben Cfi-17 versehen v/ar, die auf ein Gesamtgewicht von 1000 g belastet waren. Die Ergebnisse sin.. in Car nächstshonusn Pa'.-elle C arc3r;«b^n.

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Tabelle C

Taber-Äbriebprüfung

Beispiel I Beispiel II

Feuchtigkeitsgehalt 23 % Harz gehalt 30 % ₄,

Feuchtigkeitsgehalt 37 ...arzgehalt 39 %

Täfel-	Gewichtsverlust"nach	0,712	Gewichtsverlust nach	0,094
uheAi Nr.	..000 4000 jiudrahungen 9	0,314	2000 4000 ...'■ndrehungan ....."■ g	0,101
1	0,329	0,474	0,050	O,116-
2	0,162	0,460	...•,054	0,152
3	0,112	0,239	j, 068	J,151
4	0,156	0,123	..,080	J, 120
5	0,113	0,314	J,084	0,101
ö (a)	0,065	0,513	J,O72	J,094
9	-_-	0,139	υ,035	J,082
10		0,-13 2	j, 055	J,087
11-(b)	0,04-9	.-,048
12 (C)	0,073	j,051

Ca) i)as nie ;;alk kat-alysisrte Harz wurde durch Durchperlen von
CO₂ urut Ab filtrieren von CaCO₃ neutralisiert. "

(b) Das rait Lauge katalysierte Harz, das zur Herstellung des Täfelchans iir.4 verwandet wurde, aber mit -!.,SO, auf pH 6,5 ange-

(c) Das Mt Laucje katalysierte Harz, das zur Herstellung des Täfolchorio fir.4 verwandet wurde, aber mit HCl auf pli 6,1 angesäuert. .. ■■'.-.

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BAD

Die in der Tabelle C angegebenen Erzeugnisse zeigen die Überlegenheit der bevorzugten Phenolharze, die einen niedrigen p..-Wert hatten oder neutralisiert waren. Dabei sei auf die Täfelchen 8, 11 und 12 hingewiesen, bei deren Herstellung angesäuerte oder ■neutralisierte Harze verwendet wurden. Diese Täfeichen besitz :n unabhängig von ihrem Gasamtharzgehalt eine gleichuäßig bessere i\hriebfestigkeit, während die in den Täfeichen 1 bis 5 verwendeten Phenolharze mit einem höheren pH-:7ert bei niedrigeren Feuchti_keits- und Harzgehalten (Tabelle I) nicht vollständig abriebfest sind, jedoch bei einem höheren Gesamtharzgehalt (Beispiel II) eine gute Abriebfestigkeit besitzen.

Aus den nachstehenden Beispielen V-VII geht hervor, daß die erfinaungsgemäß verwendeten Holzfasern von geringem Schuttgewicht wesentlich sind.

Beispiel V

Dieses Beispiel betrifft aberzogene Sperrholzplatten, zu deren Herstellung Holzfasern von geringer Schüttdichte verwendet wurde.!. Das Phenolharz ύ, das im Gemisch :nit diesen Fasern und in der Deckschicht verwendet wurde, ist uäs in der Tabelle Λ für aas Täfelchen Ur.3 angegebene, mit Kalk katalysierte Phanolharz.

Sechzehn 5-lagige, 20,6 r;im dicke Snarrholztäfeichen aus Douglastanne, in sinem Format von 127 χ 254 imn, v/uraen gleichzeitig durch Spritzen mit einem Überzug aus einer wässerigen alkalischen Lösung eines Pxienolharzes überzogen.- Diesa Lösung hatte ein Karzfeststoffgehalt von etv/a 30 Gev;icht3prozen'c und ;/ar hergestellt worden, indem ein aolanteil Phenol :.iit etv/a 2,1 .lolanteilan Formaldehyd unter Rückfluß in Anwesenheit von 0,5 i olanc il ..iatriuiuhydroxyd kondensiert worden v/ar. oie .lenge des Jbernugas pro l'äfe..-chan üe;rug otvm 0,3 7. Die -Täfalchoa werc-.ran dnra in vier Gruo en

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zu je vier Täfeichen geteilt. Auf jedes Täfeichen in jeder Gruppe wurden dann 6, "8, 10 bzw. 12 g eines Geraisches aus Holzfasern mit eina.v-.Sohüttgevicht von etwa 3,055 g/ci'a"¹ und de..i -alt Kalk katalysierten Phenolharz (in der Tabelle & bei Täfelchen j.lr.8 angegeben) aufgebracht. Dieses Genisch wurde hergestellt, indem eu-ν/Λ 70 Gev.'iehtsteile der wässerigen Harzlosung Hit einem Feststoff gehalt von 40 % und 100 Trockengewicntsteile Holzfasern g.jmischt und das Gemisch dann bei niedriger Temperatur auf einen Feuchtigkeitsgehalt'von- etwa 0-,5 2, basogan' auf das Trockenfasergewicht, getrocknet wurde. Auf jades dar sechzehn Tufeichen vzirä ■ dann eine; DGc.'ischicht von etwa 1,2 ■-■ pro T'ifeichen aufgespritzt, •iie aus Jarsalben vris^erigen Harzlosu-rr das nit ICaT: katalysierten Phenolharzes mit. sinetn Peststoff gehalt von 40 % besteht. Schließlich wiru jedes TUfelchan zur Varfestigung des Gefi^gas 3 Minutun lang -bei 149 .C uni 12,3 kg/cm war-agepreßt.

VI

Di-3 s~! G Beispiel betrifft .""ibßrsoce ie -^p irr loxZ) .atten, aia unter Versandung, von Ilolztailc'ien von r'iittlerob. Schöttgev;ic>t hergestallt;. v/urd^n. Dabei waren die ainzalncn Teilchen mehr oder veniger vKi'r-felf-'-ir.rdg, vjahrend uie erfinäungs-'cr.vclß verv:endeten Fasern eher faden- .pier \Ollartig sind. Die ve rv,¹ and et en kolztellchen haben ein Sch .ttc-^wicnt von etwa 0,165 c/cix^. I,η Ge:?,isc . mit - Ihne- und in der DGc];schicht v?ird erneut das in der 'rabelle A zu den - . .' .r.r ari ja-e'oene, mit 'Calk katalysierte Z?henolharz v-ü , -

cT dieser ilolsteilcn^n von nittlerera Schüttgev/icht el la ^;:r Holzfasern von gerincrar.i Schüttgewicht in den

Geraisch ^i Mol ζ unä .larz v.'urUe aas 3eis"iel V '■ visoerholt.. .

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Beispiel VII

Jedes der nach Beispiel V und VI hergestellten Sperrholztäfelchen wird (a) auf seine Wasserfestigkeit und (b) auf seine Dauerhaftigkeit, ausgedrückt durch das Hochgehen von Fasern und die Geschlossenheit der Oberfläche geprüft. Zur Messung der Wasserfestigkeit werden von jedem der vier Täfeichen jeder Gruppe recheeckige Proben von 25,4 χ 76,2 ram abgeschnitten und 24 Stunden lang in Wasser von Zimmertemperatur getaucht. Dann wurde die lineare Ausdehnung über die Länge von 76,2 mm und die Zunalime der Dicke gemessen. Die Dauerhaftigkeit wird durch beschleunigte Alterung 'nach ASTM D-1O37-6OT bestimmt, wobei jedes Täfelchen in der in Beispiel III angegebenen Weise bewertet wurde. Die Ergebnisse sind in de:·: Tabelle D zusammengefaßt.

Tabelle D

Faser- Schutt- Feuchtig- Harz- Hoch- Geschlos- Wasserfestig-

.»arz- ,ewicht keits- jehalt ^ehen senheit kei Gemisch ~ gehalt von der Ober- Länge Dicke

(g/325 cm) (a) Fasern fläche mm mm

6	mittel	38,2 %	52,7 %	schlecht
6	niedrig	38,2 *	52,7 %	gut
8	mittel	30,0 %	38,6 %	schlecht
8	niedrig	30,0 %	38,6 %	gut
10	mittel	30,6 %	3O,2 %	schlecht
10	niedrig	30,6 %	30,2 %	gut
12	mittel	31,5 %	25,4 %	genügend
12	niedrig	31,5 %	25,4 %	sehr gut

genügend 0,34 0,025

genügend 0,01 0,0

genügend 0,29 0,04

genügend 0,20 0,01

genügend 0,38 0,ü4

gut 0,27 0,01

genügend 0,36 0,^4

sehr gut 0,25 0,01

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(a) Gesamtfeuchtigkeitsgehalt nur des Überzuges, knapp vor dem Warmpressen gemessen, Gewichtsprozent bezogen auf Fasertrockenge-./icht.

(b)·Gesamtharzgehalt des Überzuges in Gewichtsprozent Harzfaststoffe, bezogen auf Fasertrockengewicht.

In der nachstehenden Tabelle Ξ sind die Eigenschaften des nach Beispiel I mit dem kalkkatalysierten Harz hergestellten Täfel- _;chens Nr.8 mit gewöhnlichem Sperrholz aus Douglastanne und mit handelsüblichen Tafeljhen mit überzügen mittlerer und hoher Dichte verglichen. In allen Fällen wurde die beschleunigte Alterung nach ASTM D-1O37-6OT durchgeführt.

Tabelle E

Oberflächen- Täfalchen Sperrholz Überzug überzug eigenschaft l\ir.3 von aus Doug- mittlerer hoher Beispiel I lastanne dichte Dichte

Hochgehen ausgezeichnet von Fasern . -■

üöchgehen.des

gut

schlecht

Beständigkeit gegen rietzaJern- ausgezeichnet schlecht bildung

Farbechtheit

gut

Schlacht

Geschlossenheit aar ausgezeichnet Oberfläche

ausgezeichnet gut

ut

schlecht

gut

ausgezeichnet

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BAD ORIGINAL

In der nachstehenden Tabelle F v/erden verschiedene v/ichtige Oberflächeneigenschaften des Täfelchens cir.Z nach Beispiel I mit gewöhnlichem Sperrholz aus Douglastanne und mit handelsüblichen Täfelchen mit ÜDerzügen mittlerer und hoher Diente verglichen.

Tabelle F

Oberflächen·· eigenschaft

Täfeichen Sperrholz überzug überzug Jr.S von aus Douglas- Mittlerer hoher Beispiel I tanne Dichte Dichte

Abrieb-· festigkeit

Schnittfestigkeit

3es tandigkeit gegen Verletzung und Sinkerben

Farbverteilung

Farbhaftfestigkeit

Beständigkeit gegen Chemikalien

ausgezeichne t ausgezeichnet ausgezeichnet

cut

gut

aut

schlecht schlecht genügend

schlecht genügend

schlecht

schlecht gut

schlecht ausgezeichnet

schlecht gut

gut

ausgezeichnet

aus ge ζ e i chn· net

gut

schlecht gut

Die in der Tabelle D angeführten Ergebnisse zeigen die Überlegenheit der Verwendung von Holzfasern gegenüber anderen, nichtfaserartigen Holz teilchen. Insbesondere sei auf die höhere Wasserfestigkeit hingewiesen, die mit dem Holz von geringen Schüttgewicht (Fasern) gegenüber den Holz teilchen von udttlerem Schüttgewicht (nieht faserartig) erzielt wird.

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In den'nachstehenden Beispielen VIII und IX wird der Effekt des Gesamtharzgehalts und des Gesamtfeuchtigkeitsgehalts des Überzuges auf die Abriebfestigkeit und das Altern der Täfeichen gezeigt. .

Beispiel VIII

Hach den Angaben der Tabelle G wurde eine Reihe von fünflagigen, 20/6 mm dicken Sperrhol ζ täf eichen aus Douglastanne in der Größe von 127 χ 254 ram hergestellt. In allen Fällen bestand der Grundierungsklebstoff (Harz A) aus einer wässerigen alkalischen Lösung eines Phenolharzes mit einem Harzfeststoffgehalt von etwa 30 %. Dieses Harz wurde durch Kondensation von 1,0 rlolanteil Phenol mit etwa 2,1 llolanteilen Formaldehyd unter Rückfluß in Anwesenheit von 0,6-Molanteil llatriumhydroxyd hergestellt. Ferner war in jedera Fall das im Geraisch mit den Holzfasern und in der ■ Deckschicht verwendete Phenolharz B das in der Tabelle A zu dem Täfelchen Wr.8 angegebener mit Kalk katalysierte Phenolharz. In allen Fällen werden Holzfasern verwendet, die ein niedriges Schüttgewicht von etwa 0,065 g/cm haben. Bei allen Täfeichen der Reihe B und C wurde auf die Oberfläche der Schicht aus Fasern und Harz vor dem Aufbringen der Deckschicht eine gemessene Menge Wasser gespritzt, um den Gesamtfeuchtigkeitsgehalt gemäß Tabelle K zu erhöhen. Zur Verfestigung des Gefüges werden alle Täfeichen 8 Minuten lang bei 149° C und 12,3 kg/cm² warmgepreßt. Die Täfeichen der Reihen A, B und G ermöglichen einen Vergleich von drei verschiedenen Feuchtigkeitsgehalten. Die einzelnen Täfeichen in jeder Reihe unterscheiden sich durch iivren Ear zgehalt. Dabei haben die Täf eichen A-I, B-I und G--1 denselben Karzgehalt, aber verschiedene Feuchtigkeitsgehalte usw. .

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Tabelle G

Tafel- Grund- Faser-Harz-Gemisch Wasser Deck- Gesamt- Gesamtchen schicht Harzfest- schient feuch- harz-

stoffe tigkeits** gehalt

g g % g g ^gehalt

A-I	0,3	16,5	11,1	_	8	1,2	12,9	%	15,5	%
A-2	0,8	12,7	14,8	—	1	1,2	16,8	%	20,9	%
A-3	0,8	9,9	17,8	—	7	1,2	17,7	%	25,0	%
Ä-4	0,8	8,6	22,0	—	6	1,2	18,8	%	30,4	%
B-I	0,£>	16,3	11,1	1,	3	1,2	26,6	%	17,2	%
B~2	ο,ε	12,S	14,8	1,	1	1,2	26,6	%	20,7	%
B-3	0,8 ■	11,4	17,8	O,	7	1,2	23,5	%	24,2	%
B-4	0,3	3,1	22,0	O,	4	1,2	27,0	%	31,1	%
C-I	O, G	15,4	11,1	3,	1,2	31,3	%	15,5	%
C-2	0,8	12,8	14,8	2,	1,2	33,0	%	20,4	%
C-3	0,8	12,5	17,8	1,	1,2	30,8	%	23,6	%
C-4	O,S	6,3	22,0	1,	1,2	36,5	%	30,8	%

Beispiel IX

Jedes der nach Beispiel VIII hergestellten Spertfaolztäfeichen wird auf (a) Abriebfestigkeit und (b) die Dauerhaftigkeitseigenschaften des Hochgehens von Fasern, der lietzadernbildung und des Eoclioehens ues Korns geprüft. Die Abriebfestigkeit wird-durch iiessung der Herabsetzung der Dicke des Täfelchens nach 2000 und 4000 Umdrehungen der Taber-Schleifmaschine festgestellt, die mit Schleifscheiben CG--17 versehen war, die auf ein Gesamtgewicht von 1000 g belastet waren. Die Dauerhaftigkeitseigenschaften wurden mit Hilfe uer beschleunigten i-lterung nach /.STM D-1Ό37-6ΟΤ festgestellt. Als Ivennwert für das I-Iochgehen von Fasern wird der Prozent-

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^BAD OFtl_G,_NAL

satz/der Gesamtoberfläche, verwendet, die durch Quellen von Oberflächenfasern aufgerauht wurde, wobei weniger als IO % als gut, 10-20 % als genügend und mehr als 20 % als schlecht bezeichnet wird. Die Beständigkeit gegen Netzadernbildung und gegen ein Hochgehen des Korns werden optisch bewertet, wobei zum Vergleich ein überzug hoher Dichte mit der Bewertung "genügend" herangezogen wurde'. Die Ergebnisse sind in der Tabelle H angegeben.·

	Gesamt" feuchtig- keitsge- halt	Gesamt harz- .·. gehalt	C o.	Tabelle H	,19	0	,27
Täfel chen	12,9 %'	15	,9 %	Dickenverlust nach 2000 4000 Umdrehungen mm mm	,05	0	,13
A-I	16,3 %	20	,0 %	0	,025	0	,07
A- 2	17/7 %	25	,4%	0	,1	0	,2
A-3	18,8 %	30	,2 %	0	,025	0	,05
Ä-4	26 ,.6 %	17	,7 %	0	,025	O	,13
B-α	26,6 %	20	/2 %	0	,025	0	,05
Β··2	23,5 %	24	/1 ■% ''	0	,025	0	,025
B-3.'	27 _f O S	31	,5 %	0	,05	0	,03
3-4	31,3 3	15	,4 %	0	,04	0	,1
C-I	33 , O %	20	„6 %	0	,025	0	,04
C-2.-	30,Ö %	23	,8 _x%	0	,013	0,	,02
C-3	2.6.5 ^	30		0
C-4		<0

Hochgehen Beständig- Ilochgevon keit gegen hen des Fasern Netzadern- Korns bildung

schlecht gut

genügend gut

genüg-end gut

schlecht gut

genügend gut

gut genügend

genügend schlecht

. gut

genügend

Die in der Tabelle H angegebenen Ergebnisse zeigen, daß die Äbriebfestigkeit (a) mit zunehmendem 'Gesamtfeuchtigkeitsgehalt steigt und bei einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 25 % konstant bleibt und (b) mit zunehmendem Harzgehalt steigt, dessen Wirkung je-

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BAD

doch, viel schwächer ist. Das Hochgehen der Fasern wird mit zunehmendem Gesamtharzgehalt geringer und ist bei Oberflächen, die mit einem überzug mit einem Harzgehalt von mehr als etwa 40 % versehen sind, praktisch nicht mehr vorhanden. Die Beständigkeit gegenüber einem Hochgehen des Korns erweist sich vorwiegend als von dem Feuchtigkeitsgehalt und der Überzugsdicke abhängig und nimmt mit der Überzugsdicke zu und mit steigendem Feuchtigkeitsgehalt ab. Die Beständigkeit gegen lletzadernbildung variiert im gleichen Sinne wie die Gesamtdicke des Überzuges.

Das nachstehende Beispiel X zeigt die Festigkeit des erfindungsyemäßen Überzuges. In diesem v/egen seiner Überzeugungskraft angeführten Beispiel wird der überzug als getrennter Körper hergestellt, der nicht .axt einem Substrat verbunden ist.

In einer Reihe von vier Versuchen wird das im Beispiel V verwendete Gemisch aus Holzfasern und Phenolharz gleichmäßig auf ein laufendes Band aufgestäubt, so daß Filze von etwa 6, C₇ 10 und

2
12 g pro 323 cm gebildet v/erden.. Dann wird jeder Filz mit Hilfe eines Saugsiebes auf ein feinas Kupfersieb übertragen, das auf einem Sperrholztäfeichen liegt. I-Tun wird auf jeden Filz eine Deck-

schicht von etwa 1,2 g pro 323 cn gleichmäßig aufgespritzt. Diese Deckschicht besteht aus demselben kalkkatalysierten Phenolharz (Harz B), das auch im Beispiel IV verwendet wurde. Auf die gespritzte Oberfläche wird ein Polierblech aus rostfreiem Stahl gelegt. Dann wird die ganze Anordnung 8 Minuten lang bei 149° C und einem Druck von 12,3 kg/cm warmgepreßt. Die so erhaltenen überzüge werden von den Sieben abgeschält, und von jedem überzug werden vier 19 mm breite Streifen geschnitten. Dann wird die.Zugfestigkeit jedes Streifens mit einem Papierzugprüfer gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I angegeben. Jeder Wert stellt den Durchschnitt

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von vier Streifen dar und wird als der zum Bruch des 19 mm breiten Streifens erforderliche Zug in kg angegeben.

	Feuchtig	Tabelle I	(b)	Festigkeit
- - Faser-Harz-	keits	Harz	52,7 %
Gemisch	gehalt	gehalt	38,6 %
g/325 cm²	Ca)'	•	30,2 %	leg
	38,2 %	25,4 %	6,8
6	30,0 %		13,6
	30,6 %	18,1
IQ	31,5 %V	29,5
12

(a) Gesaratfeuchtigkeitsgehalt nur des Überzuges, knapp vor dem !Warmpressen gemessen, Gewichtsprozent bezogen auf Fasertrockengewicht.

(b) Gesamtharzgehalt des Überzuges in Gewichtsprozent Harzfeststoffe/bezogen auf Fasertroekengewicht.

Verschiedene Substrate aus Holz können erfindungsgemäß mit Vorteil überzogen werden. Am häufigsten wird auf diese Weise natürlich Sperrholz behandelt,das für diesen Zweck besonders geeignet ist. In zunehmendem Maße werden jedoch auch aus Teilchen bestehende Platten verwendet, die ebenfalls erfindungsgemäß ausgezeichnet überzogen werden können. In der gleichen Weise kann man auch massives Holz vorteilhaft überziehen. Man kann somit bei der Eiurchführung der Erfindung Holz von jeder Art und in jeder Form als Substrait verwenden.

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BAD ORIGINAL

Das Substrat aus Holz kann auf einer oäör

■■-!

Oberflächen erfindungsgemäß überzogen werden» In ist es jedoch nicht notwendig, alle Oberflächen des Su*Bä%riä1ts. auf -ψ-diese Weise zu behandeln. Beispielsweise wird bis auf Au$|i.ähmefälle Sperrholz nur auf einer Seite oberflächenveredelt. Auch .bei den erfindungsgemäßen Produkten kann für viele Verwendungi^ecke nur eine Funkt ionsober fläche genügen, beispielsweise für WanäpiLatten, Fußbodenbelag, Ladentischplatten usw. Für andere Zwecke, beispielsweise wiederverwendbare Schalungen für Beton, können alle Oberflächen überzogen werden.

Wie vorstehend angegeben wurde, können die in den erfindungsgemäßen Überzügen verwendeten Harze hinsichtlich der Art ihrer Verwendung in dem Überzug in zwei Gruppen eingeteilt werden. Zur klaren Unterscheidung ist das als Grundschicht auf das Substrat aufgebrachte warmhärtbare Harz willkürlich als Harz Ä imä das wasser rige Phenolformaldehydharz, das in dem Gemisch mit Holzfasern und in der Deckschicht verwendete, wässerige Phenolformaldehydharz willkürlich als Phenolharz B bezeichnet.

Es wurde festgestellt, daß die Beschaffenheit des Harzes A nicht oder nur wenig kritisch ist. Die Beispiele beschreiben die Verwendung eines stark alkalischen Phenolharzes einer Art, die in zahlreicnen Patentschriften angegeben ist, z.B. in den USA-Patentschriften Re 23 247 (Redfern), 2 360 376 (Van Epps), 2 437 981 ' " (Stephan et al) usw. Gleichwertige Ergebnisse kann man jedoch auch erhalten, wenn man ein anderes warmhärtbares Klebstoffharz verwendet, beispielsweise andere Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukte, Aminoplaste, wie z.B. Melamin-Formaldehyd, Harnstoff-Formaldehydusw. -Kondensationsprodukte, Epoxydharze* Eiweißkleber usw. Die Harze werden im allgemeinen in Form von wässerigen.Lösungen oder Dispersionen verwendet. Es hat sich gezeigt, daß eine Bedeckung

■ 2 mit mindestens 2,5 g und vorzugsweise 5 g Harzfeststoffen pro m der Substratoberfläche zweckmäßig ist, um eine mögliche Abspaltung

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bad

- des Überzuges von dem Substrat während der späteren Verwendung zu vermeiden. In einem Bereich von etwa 5-15 g/m erhält man auf wirtschaftliche Weise gute Ergebnisse. Ausgezeichnete Ergebnisse sind jedoch auch bei Verwendung von 50 g oder mehr Harzfeststof-

2 ■ ■''"■"

fen pro m erzielt worden.

Dagegen ist die Beschaffenheit des Harzes B für die Erzielung eines überzjiges mit den gewünschten Funktionseigenschaften kritisch. Das Harz B ist eine wässerige Lösung eines alkalikatalysierten Phenolformaldehyd-Resolharzes, das gekennzeichnet ist durch ein zahlenmäßig durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 105 (Monomethylolphenol) bis 5000 und das im Durchschnitt etwa 1,0 bis 3?o Mol, vorzugsweise etwa 2,0 - 3,0 Mol gebundenes Formaldehyd pro Mol Phenol enthält. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Phenolharze, mit einem zahlenmäßig durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 140-550 verwendet. Auf diese Weise erhält man besonders gute Funktionseigenschaften. Eine weitere Verbesserung der Funktionseigenschaften kann man erzielen, wenn man schwächer alkalische Katalysahoren, z.B. auf Kalkbasis verwendet, bei denen ein maximales Molverhältnis von Formaldehyd zu Phenol in dem Harz bei relativ niedrigen Molekulargewichten erzielt wird. Die Farbe des Überzuges kann stark verbessert werden, wenn man wenigstens teilweise neutralisierte oder sogar angesäuerte Harze, z.B. mit einem pH-Wert von 4-8, verwendet.

In dem Gemisch aus Holzfasern und Phenolharz verwendet man das Harz B im allgemeinen vorzugsweise in einer Menge von etwa 5-50 Gewichtsprozent Harzfeststoffen, bezogen auf das Fasertrockengewicht. Bei einem Harzgehalt von weniger als etwa 5 % hat der fertige Überzug nicht die gewünschten Funktionseigenschaften. Bei einem Harzgehalt über 50 % ist das Aufbringen des Gemisches auf das Substrat schwieriger. Die besten Ergebnisse erhält man bei Verwendung von etv/a 7-20 Gewichtsprozent, insbesondere etwa 12-14 % Harzfeststoffen.

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BAD ORIGINAL

$1*1073 .1

Vorstehend, "wurde angegeben, daß das Harz auch als Deckschichtharz verwendet vrird, d.h. als der Harzüberzug, der-.auf die Oberfläche ües vorlier aufgetragenen Geraischs von Holzfasern und Phenolharz aufgetreigen wird. Dabei hat es sich gezeigt, daß zur Erzielung einer Oberfläche von guter Geschlossenheit, d.h. einer kontinuierlicher». ?I "el'.-;; in eier ::c;ine freien Fasern auftreten, eine Eailechuii;" von mindestens 5 cj unö. vorzugsweise mindestens IO g Harzfeststoffen pro ,."" ö.sr iul'stratolx'.rf lr.cLie „-rwünBcht ist. Eine Jo-("ec":u:iv νο*Λ ΐο^>-.^ ?\1:* ·-.-;r·.·« 7r -/. ™ ist "irtscIiP.ftlic'.i nicht ^crecl.tfarci^t. '£>.. cill^i^-:ir;-j.i h^'cr '.ut O.e. ^deckun-j vorsuc s./eii.' hi£ >5ii ot/.; 3': ;/-* , '·-" .;.^;>cö v_tJrr slvn-"..f«e hi/iSichtlic.. Cer "'irtsc i.icliulJiciit uric, ü-'i: Λ.ί-iiit.iuj pr'c'lt η.ε.π in -^ineia bereich von eti'c. 15-20 cj/t:i^A .

In verschiedener: I\u.5fäi'.run^3formen kann äas in dieser L^c,· se iicht ocicir i:a beilac. ...it dsn Fuaurn ver:;encetc iiarx xj als ..üc.i-· fil-:atoren ver3chisr...ene rclyiiere uncl/oe.er nicati-ol^i-i;ere 2uscinitⁿ.ei--setsunren enthulteiv. jicio^iaisv/eiiie V7irc. curch einen ilutiatz t.im.3 ijlj oder wcich,'.t.i zu c.er ...arzioaun^ Ceren ..c:sserfe:Stijj:eit una i itt--· run>jsveriiö.lten, >.,.Ji. ei^ _-aiaerhafti^;eit und "..etterbeGtc_tno.i^>:ci'c dos Überzuges va;:J=ss-2rt. Die i:oöifi];ation Hit einera derartigen ul ist besonders ζ\!3α':-.ϊ S-.Llj ^;.;eis^ielsweise bei wiecerverv/enabarer: Schalungen für Zaton,- :;eii auf c.iese Weise eine geschinierte riäcae erhalten wird, eie clas abtrennen der Schalung von dein Beton erlui··. chert. Dia Trennung kanr. auch durch die Jloc.ifikcition v±t Seifen, oberflächenaktiven :Mitteln oder anderen Cileitraitteln erleichtert werden. Als Ilodifikatoren können auch wässerige Emulsionen von Vinyl- oder Vinylicenpolymeren, z.B. Styrol-Ilaleinsäureanhyc.ric.-Co-polymere, Polyvinylalkoholpolymere, Polyvinyllacetatpolyraere usv/. verwendet werden, um dera überzug spezielle Oberflächeneigenspaaften zu verleihen, beispielsweise Biegsamkeit, Plastizität usw. Xn anderen Ausführungsformen können dekorativ wirkende iaaterialien, wie Pigmente, Metallflocken, Steinspäne, Kieselsäureanhyärid,

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1ST 1073

Wollastonite usw. zu dar Decks ehlchtHHarzlösung_t d*h.' dem Hairs: B zugesetzt werden, so daß raan Oberflächen, erhält/ die sowohl, dekorative als auch funktionelle Eigenschaften haben. Man kann auch andere Harze zusetzenr z.B. Melaminforiiialdehyd-i Harnstoff- ' Forinaldeliyd-_r Acry 1-c Bpoüyd- um*-Harze.

Für die Erzielung der gewünschten Fimktionseigensahaften ist ein weiterer Faktor wesentlich. Es hat sich nänlich gezeigt, daß nicht alle Arten von Holzteilchen verwendet werden können. Im Rahraen der Erfindung können Holzteilchen in der Art von Sägemehl und rait der Sandpapierschleifmaschine erzeugtem Holzmehl , d.h. mehr oder weniger würfelförmig oder in anderer Heise regel- \ mäßig geformte teilchen, nicht verwendet werden, v?eil sie nicht i, zu den erwünschten Funktionseigenschaften führen. Die im Rahmen | der Erfindung verwendeten Holzteilchen sind faserartig, d.h. sie I haben unregelmäßige Abmas s un gen ,indem sie in einer Diiaeiision I v/esentlich größer sind als in den anderen £foiTV3ssmii;eTi, Geeig- | nete ikolzfasern ähneln in ihrer Form daher Streichhölzern, Wolle, S Bindfaden usw. Um zu einer genaueren Definition zu gelangen, < werden die geeigneten Holzfasern durch ihr SchuttgeWicht gekenn- J zeichnet, das nach einem nachstehend angegebenen Verfahren be~ ' stinunt wird. Auf diese Welse erhält man eine nteßbare Anzeige der Form der Holzfasern. Es hat sich gezeigt, daß bei der Verwendung von Holzfasern mit einem Schüttgevriclit von bis zu etwa 0,15 g/cm^J im Rahmen, ^er F;:finöun^ uh'-r'-"_iJ "it jp^irnetei. ".·! "iühtioräSeigenschaften erhalten werden.-" Tit- b"ctor. r?-^ebnisse I erhält man i?.it Holzfasern, deren Schüttgewicht 0,10 g/cra"⁵ oder j

beträgt. In'den vorstehenden Beispielen v/ur de η zv/ei Arten von Koläfasarn zu Vergleichszwecken herangezogen. Su den geeigneten !"laterialien gehören Holzfasern von geringem Schüttgev/icht von etwa 0,0o5 g/civi . Su den ungeeigneten Materialien gehören Holsteilchen mit einem ndttleren Schüttgewicht von etwa 0,165 g/ca; Bei der Ausviertung der in dieser Eeschreibung angegebenen Srgebnisse ist 2u beachten, daß die ungeeigneten Kolzteilchen nur etwas außerhalb des ''"Bereichs der geeigneten Materialien liegen und daß man wit ihnen immer noch meßbare, aber ungenügende Funktionseigenschaften erhält. Diese Substanzen sind nicht mit

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BAD OBiGiNAL

Sägemehl oder mit der Sandpapierschleifmaschine eiisse¹ mehl vergleichbar, die beträchtlich schlechtere, voll genügende Funktionseigenschaften ergeben.

Die im Rahmen der Erfindung verwendeten Hölzfääe^fft W>n- ■ nen hergestellt werden, indem beispielsweise dampfbehaÄ|felte oder nicht dampfbehandelte Holzfasern in einem üblicheii TZerfaserer, z.3. Bauer, Asplund usw. zerfasert v/erden. Die Platteii des Zerfaserers können so voreingestellt werden, daß Holzfasern mit dem gewünschten Schüttgewicht erhalten werden. Vorzugsweise verwendet man Holzfasern von Weichholz, beispielsweise Douglastanne, Schierlingstanne, Kiefer, Zeder, Weißtanne usw. Man kann jedoch jede zur Verfügung stehende Holzart verwenden. iLhnliche Ergebnisse wie in den Beispielen erhält man beispielsweise bei Verwendung von Amber, Ueide, Pappel, Kirsche, Birke, Götterpflaunte, Plantane, lasche, Uliae, Ahorn, Buche, Zürgelbaum, Eiche, Hickory usw.

Die für die Holzfasern angegebenen S,chüttgewichte warden nach dcr.t folgenden Verfahren bestimrat. 500 ml dispergierte Holzfasern werden aus einem Rührer in ein Meßgefäß von 500 ml aufgenommen. Oben auf die Fasern wird vorsichtig ein Gewicht von 100 er aufgesetzt, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Meßgefäßes. Dann wird das Meßgefäß 1 liinute in einen Rüttler gesetzt, der einen Hub von etwa 4,2 mm besitzt und. nit einer Geschwindigkeit von etwa 1225 Schwingungen pro liinute läuft. Dann wird das Volumen der in dem Meßgefäß befindlichen Holzfasern gemessen und v/erden die Holzfasern gewogen.

Die i-Ienge des Gemischs aus Holzfasern und Phenolharz braucht nur zur Bildung eines glatten oder verfestigten Überzuges auszureichen, dessen Dicke für die Erzielung von genügenden Funktionseigenschaften genügt. Beispielsweise wurde beobachtet, daß der verfestigte überzug zweckmäßig eine Gesamtdicke von liiindestens etwa 0,15 mr.i hat, dardt er die erforderliche Festigkeit

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..und.-.andere Funktionseigenschaften besitzt. In der Praxis bieten überzüge, die im verfestigten Zustand eine Gesamtdigke von mehr als etwa 1,27 mm haben, offenbar keine Vorteile. Zu bevorzugen ist anscheinend ein Bereich von etwa 0,25 - 0,50 mm, insbesondere von etwa 0,33 - 0,38 ram.

Als wichtig hat sich ferner der Feuchtigkeitsgehalt erwiesen; er soll mit dem Molekulargewicht des Harzes B in einer Beziehung stehen. Der Gesamtfeuchtigkeitsgehalt und das Molekulargewicht des Harzes B sollen in einer solchen "Beziehung zueinander stehen, daß bei Messung knapp vor dem Warmpressen der Gesaratfeuchtigkeitsgehalt des Überzuges, bezogen auf das Fasertrockengewicht, zwischen den nachstehend angegebenen Werten für das Minimum und Maximum liegen soll; Minimum des Feuchtigkeitsgehalts = 'Mn , ,c

■ 240. ■' ■ ■ "

Maximum des Feuchtigkeitsgehalts = Mn . A_n ' '

200 ⁺ ^⁰

Dabei bezeichnet Mn das zahlenmäßig durchschnittliche Molekulargewicht der Gesamtmenge des im Gemisch mit den Holzfasern und in · der Deckschicht verwendeten Harzes B. In den Holzfurnieren des Substrats etwa enthaltene Feuchtigkeit wird bei der Berechnung des Gesaiatfeuchtigkeitsgehalts des Überzuges nicht berücksichtigt.

Es hat sich gezeigt, daß der Gesaintfeuchtigkeitsgehalt des Überzuges, bezogen auf das Fasertrockengewicht, etwa 15 Gewichtsprozent beträgt. Tvenn der Feuchtigkeitsgehalt'kleiner ist als das vorgeschriebene Minimum, hat der fertige überzug keine einwandfrei geschlossene Oberfläche und nur eine geringe Abriebfestigkeit-.-Außerdem besitzt die Oberfläche dann nicht die erforderliche Festigkeit. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt höher ist als da.; vorgeschriebene Maximum,- ,wird das Holz dunkel und tritt ein übermäßig starkes Hochgehen des Korns auf. Vorzügsweise be-

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BAD ORIGINAL

trägt der Gesamtfeuchtigkeitsgehalt des Überzuges etwa 18 - 15 %.

Die Tabelle J erläutert die vorstehend besprochenen Wirkungen des Feuchtigkeitsgehalts des Überzuges, bezogen auf das Molekulargewicht des Harzes B. Dabei wurden nach Beispiel I hergestellte Mustertäfeichen verwendet (siehe Tabelle A). Die Alterungsprüfung und die Taber-Abrlebprtifung wurden nach Beispiel III und IV Qurchgeführt.

Tafel- Molekularchen von gewicht

Tabelle J

Geschlossenheit der Oberfläche (a)

Taber-Abriebverlust (b)

Beispiel 1	8	(Mn)	Feuchtigkeitsgehalt 28% 37% 50%	-	Feuchtigkeitsgehalt 28% 37% 50%	0,120	0,096
Nr.	9	243	gut gut	gut	0,123	0,101	0,092
Nr.	10	415	genügend gut	gut	0,314	0,094	0,079
Nr.	13	654	schlecht gut	sehr sehr gut schlecht schlecht	0,518	0,199	0,124
Nr.	2200	0,725

Allgemein besteht aas erfinaungsgemäße Verfahren darin, aaß (a) auf die Oberfläche eines Holzsubstrats ein dünner überzug aus dem Harz A aufgebracht, (b) auf aiesen überzug das Gemisch aus Holzfasern und Phenolharz (Harz B) aufgebracht, (c) eine Deckschicht aus einem Harz B aufgebracht una (d) die verfestigte Anoranung warmgepreßt wird.

Das Harz A, welches die Grundschicht bildet, kann nach einem üblichen Verfahren aufgebracht werden. Gute Ergebnisse wurden durch Spitzen erzielt. Man kann jedoch auch mit anaeren üblichen überzugsverfahren ebenso gute Ergebnisse erzielen, beispielsweise mittels Passierens des Substrats aurch einevorhandene Folie (Curtain des Überzugs, Aufstreichen mit Hilfe einer

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bad

Filzwalze, usw. Es hat sich gezeigt, daß die überzogene Platte vor dem nächsten Verfahrensschritt mehrere Stunden lang beiseite*- gestellt oder gelagert werden kann. Im Rahmen der Erfindung ist es daher nicht notwendig, daß das Trocknen der Grundschicht vor dem Aufbringen der Holzfaserschicht gesteuert oder auf ein Minimum herabgesetzt wird.

Dann wird das Gemisch aus Holzfasern und Phenolharz auf die überzogene Oberfläche aufgetragen. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden erzielt, wenn ein einheitlicher Filz mit Hilfe einer üblichen Vorrichtung aufgezogen wurde, die diesen als Luft-Faserstrom erzeugt. In einer Abänderung dieser Ausfuhrungsform können die Fasern auch auf der Überzogenen Platte verfilzt werden. Vorzugsweise verfilzt man die Fasern jedoch auf einem Saugsieb, worauf sie auf das überzogene Substrat übertragen werden. Für die übertragung sind verschiedene Verfahren bekannt, z.B. mit Saugtransporteinrichtungen.

In einer Ausführungsform kann der Faserfilz ähnlich wie Watte aufgerollt und später auf das überzogene Substrat abgerollt werden» Andere Massnahmen zum Aufbringen des Gemisches aus Holzfasern und Phenolharz auf das Überzogene Substrat liegen im Bereich des fachmännischen Könnens.

Die aus dem Harz B bestehende Deckschicht kann ebenfalls nach jedem üblichen Verfahren aufgebracht werden. Auch hier sind gute Ergebnisse durch Spritzen erzielt worden. Man kann jedoch auch andere Massnahmen anwenden, beispielsweise curtain coating usw., die zum Aufbringen _yvon relativ gleichmässigen überzügen ohne Zerstörung desFasergefüges geeignet sind.

Dann wird der überzug unter Druck und Wärme verfestigt. An dieser Stelle sei auf weiter oben gemachte Bemerkungen betreffend den Feuchtigkeitsgehalt des Überzuges hingewiesen. Es ist erwünscht, die Anordnung innerhalb eines solchen Zeitraums warm-

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BADOBSQiNAL

zupressen, daß sich äer Gesamtfeuchtigkeitsgehalt in dem vorsteliaiic angegebenen Bereich befindet. Vorzugsweise wird das Warmpressen jedoch durchgeführt, während die Feuchtigkeitskonzentration in der Deckschicht höher ist als in dem Filz aus Holzfasern und Phenolhars. Zu diesem Zweck muß das Warmpressen durchgeführt werden, ehe.der Feuchtigkeitsgehalt in dem überzug ein 'Gleichgewicht erreicht. Ilen kann auch unter Bedingungen pressen, wie sie bei Sperrholz üblich, sind, doch ist die Erfindung darauf nicht eingeschränkt. Die Preßteiaperatur liegt beispielsweise -zwischen 11G° · 1όΟ° Γ e.cl. , 47 - 71° C. Im allgemeinen kann die Preßseit viel kurzer sein als bei der Herstellung der üblichen, überzüge von hoher Dichte.

Die in Sahiren der Erfindung hergestellten, funktiohellen überzüge besitzen eine Vielzahl von wünschenswerten Oberfiächeneigenschaften. beispielsweise erhält man Oberflächen, die abriebfest, wasserfest, beständig gegen ein Hochgehen des Korns,- Netzunc, Alkalien und Manipulationsschäden usw. sind.

n ir.it äer ausgezeichneten Zugfestigkeit der Oberfläche bewirken diese ^irenschaften, daß auf diese Weise hergestellte Sperrholzplatten beispielsweise als wiederverwendbare 3äetöns,ehälun^en ccer eis Zcujlatten für den Jiohnungs- und Industriebau cjeeigxict sind. Ferner wurde festgestellt, daß die erhaltenen Oberflächen fär die Aufnahme von z.B. Farbe, Einbrennlablif usw* keine v/eitere Vorbereitung erfordern. Dabei besitzen die 'Oberflächen eine gute lieft festigkeit, eine gute Färb verteilung, geringe Durchlässigkeit/ sehr gute Geschlossenlieit und Feistigkeit, so c.a.'j ]:eine 3lasen gebildet v/erden und eine glatte, Oberfläche erhalten wird. Hinsichtlich der FarbverteiltSi^tjairzi'elt i.ian gleichitiL-ßigere Ligenschaf ten, wenn man zusätzlich' blatt verwendet. Gegebenenfalls können dekorativ wir plastische Folien aufgebracht werden. Diese Platten EdLt Vorteil ir. Fällen verwendet werden, in denen die einen Verschleiß ausgesetzt slnäg z.B. für

OOI8.ro/Ui967'

Fußböden, Fußbodenbelag-Unterlagen, usw.

Das nachstehende Beispiel XI erläutert eine Ausführungsform der Erfindung, in der die Farbverteilung durch die Anordnung von Papierblättern in dem Oberzug weiter verbessert wird.

Beispiel XI

Zwei 5-lagige, 20,6 mm dicke Sperrholztäfeichen A und B aus Douglastanne, in einem Format von 127 χ 254 mm, wurden gleichzeitig durch Spritzen mit einem überzug aus einer wässerigen alkalischen Lösung eines Phenolharzes überzogen. Diese Lösung hatte einen Harzfeststoffgehalt von etwa 30 Gewichtsprozent und war hergestellt worden, indem ein Molanteil Phenol mit etwa 2,1 Holanteilen Formaldehyd unter Rückfluß in Anwesenheit von 0,6 Molanteil Natriumhydroxyd kondensiert worden war. Die Menge des Überzuges pro Täfeichen betrug etwa 0,8 g. Dann wurden auf jedes Täfeichen etwa 10 g eines Gemisches aus Holzfasern mit einem

■ ■ ■ ■ " 3 ' ■ " Schüttgewicht von etwa 0,065 g/cm und dem kalkkatalysierten Phenolharz (in Tabelle A zu Täfeichen Nr. 8 beschrieben) aufgebracht. Zur Herstellung dieses Gemisches wurden etwa 70 Gewichtsteile der wässerigen Harzlösung mit einem Feststoffgehalt von 40 % mit 100 Teilen Holzfasern, auf Trockengewichtsbasis, vermischt und dann bei einer niedrigen Temperatur auf einen Feuchtigkeit»gehalt von etwa 8,5 %,bezogen auf das Fasertrockengewicht, getrocknet. Dann wird auf jedes Täfeichen durch Spritzen eine Deckschicht von 1,2 g derselben wässerigen Lösung des kalkkatalysierten Phenolharzes mit einem Feststoffgehalt von 40 % aufgebracht. Das eine Täfelchen A wird beiseite gesetzt und ist jetzt fertig zum Warmpressen. Auf die Deckschicht des Täfelchens B wird dann ein einziges Blatt in einem Format von

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127 χ 254 nun aus einem Papier von 18 g/m aufgebracht. Dann werden beide Täfeichen 8 Minuten lang bei 149° C und 12,3 kg/cm warmgepreßt, um die Anordnung zu verfestigen. Die Farbverteilungs-

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eigenschaften der Täf eichen A und B werden dann festgestellt. Indem auf die Oberfläche jedes Täfelchens ein gleichmäßiger, 0,076 mm dicker Film aus einer handelsüblichen, mageren Grundierfarbe auf Alkydgrundlage aufgespritzt und die Täfelchen dann mit Infrarot getrocknet werden. Es stellt sich heraus, daß das Täfelchen A die Farbe in klecksigen Bereichen zu stark angenommen hat, die bis zu etwa 40 % der Oberfläche betragen, während das Täf eichen B überall gleichmäßig bedeckt ist.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens können die vorstehend angegebenen Produkte und Verfahren natürlich vielfältig abgeändert werden.

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Claims

Neue Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Holzprodukts mit einem funktioneilen Überzug aus mehreren Schichten, dadurch gekennzeichnet, daß

a) auf die Oberfläche eines Substrats aus Holz ein überzug aus einer wässerigen Lösung eines warmhärtebaren Harzes in einer Menge von etwa 2,5 - 50 g Harzfeststoffen pro

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m der Substratoberfläche aufgebracht wird,

b) auf diese überzogene Oberfläche eine Schicht aus einem Gemisch aufgebracht wird, das besteht aus:

(I)- Holzfasern mit einem -Schüttgewicht bis zu etwa 0,16 g/cm und

-(2-I- einer wässrigen Lösung eines Phenolformaldehydharzes in einer Menge von etwa 5 — 50 Gew.% Harzfeststoffen, bezogen auf das Trockengewicht der Holzfasern,

c) auf die oberfläche der Fasermaterialschicht ein überzug

aus einer wässrigen Lösung eines Phenolformaldehyd—

Resolharzes in einer Menge von 5-75 g/m der Substratoberfläche aufgebracht wird, und

d) die so erhaltene Anordnung zu ihrer Verfestigung der Einwirkung von Wärme und Druck ausgesetzt wird, wobei die in den Schritten b) und c) verwendeten Phenolformaldehyd-Resolharzlösungen voneinander unabhängig gewählte wässrige Lösungen eines alkalikatalysierten Phenolformaldehyd-Kondensationsprodukts sind, das ein durchschnittliches Molekulargewicht bis zu etwa 5000 besitzt und im Durchschnitt 1,3 - 3,0 Mol gebundenen Formaldehyd pro Mol Phenol enthält, und der Gesamtfeuchtigkeitsgehalt der in den Schritten a), b) und c) aufgebrachten Bestandteile des Überzugs bei Messung knapp vor dem Warmpressen

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und in Gewichtsprozent Hasser, bezogen auf das Trockengewicht der Holzfasern, zwischen einem Minimum = jjg- ₊ 15 und einem Maximum = ^Qg + 40

liegt, wobei Mn das durchschnittliche Molekulargewicht der in den Schritten b) und c) in wässriger Lösung verwendeten Phenolformaldehyd-Resolharze ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Holzsubstrat wenigstens auf einer Oberfläche ein überzug aufgebracht wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Harmpressung auf die oberste Schicht ein Blatt aus Fasermaterialblättern oder thermoplastischen Folien aufgebracht wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überzug mit einer Dicke von 0,15 -1,27 mm hergestellt wird.

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