DE1594085A1 - Verfahren zur Herstellung von Schichtstoffen - Google Patents

Description

zu der Patentanmeldung

LEIOBSTER, LOVELL & 00. LIMITED, Southhampton, Hamshire, England

betreffend

Verfahren zur Herstellung von Schichtstoffen,

Die Erfindung Dezieht sich auf zur Herstellung von Schichtstoffen, insbesondere Sperrholz, geeignete Klebemittel«

Bei der Herstellung von Sperrholz und ähnlichen Schichtstrukturen durch Heißpressen werden gewöhnlich wässrige Lösungen von Kunstharzkondensationsprodukten, wie Phenol-Formaldehyd- oder Harnstoff-Formaldehydharzen als Klebstoffe verwendet. Derartige Produkte neigen manchmal dazu, vor oder während des Pressens in das Substrat ein- bzw«, durch es hindurchzudringen, so dass ein grosser Teil des Klebstoffes aus dem Bereich zwischen den zu verbindenden Oberflächen herausgeführt

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wird, was zu einer ungenügenden Versorgung der Bindeflächen und zum "Klaffen" der Verleimung führte Um das Eindringen zu verringern und so viel wie möglich von dem Kielastoff auf den zu verbindenden Flächen zurückzuhalten, ist man dazu übergegangen, derartigen Klebstoffen Füllmittel beizumischen. Solche Zusätze haben zwar eine günstige Wirkung auf die Verringerung der Eindringtiefe, tragen jedoch gar nicht oder allenfalls nur wenig zur Verbesserung der Klebekraft der Mittel bei; auaserdem führen sie zu einer unerwünschten Kratz- und Schleif wirkung auf die Schneidewerkzeuge und haben insbesondere den Nachteil, dass sie die Viskosität des Klebstoffes erhöhen, was zu Schwierigkeiten beim Auftragen einer sparsamen dünnen Schicht führte

Das Eindringen des Klebstoffes kann auch dadurch vermindert werden, dass man die Harze in höheren Konzentrationen anwendet. Abgesehen davon jedoch, dass das Auftragen in dünnen Schichten dadurch keineswegs erleichtert wird, haben derartig verdickte Gemische auch den Nachteil, dass innerhalb des in Frage kommenden Konzentrationsbereiches mit der Verdickung kein entsprechender Rückgang in der üiindringiiiefe erreicht wird« Ausserdem geht bekanntlich die Lagerfähigkeit von wärmehärtbaren

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Kondensationsprodukten, wie den Harnstoff- und Phenolharzen, mit ansteigender Konzentration wesentlich zurück. Beim Versand und beim Lagern derartiger hochkonzentrierter Harze treten daher Schwierigkeiten auf.

In der deutschen Patentschrift 641 928 wurde auch "bereits vorgeschlagen, gemahlene pulverförmige Klebstoffe zu verwenden, die auf eine der zu verbindenden | Flächen nach oder gleichzeitig mit dem Aufbringen eines Befeuchtungsmittels, wie Wasser, aufgetragen werden. Ein derartiges Verfahren hat jedoch mehrere Nachteile. Abgesehen von der Tatsache nämlich, dass ein Befeuchtungsmittel der betreffenden Art nicht immer gleichzeitig als Verankerung für die Pulverkomponente wirkt, ist die Einführung von z.B. Wasser unerwünscht, da hierdurch die Eindringfähigkeit des Klebφstoffes noch mehr erhöht wird, ohne dass die Verdünnung etwas zu einer besseren Verleimung beiträgt. *

Es wurde nun gefunden, dass die erwähnten Nachteile der bekannten Mittel und Verfahren dadurch überwunden werden können, dass man bei der Herstellung von Schichtstoffen ,wie Sperrholz_fals Klebemittel eine Zusammensetzung verwendet, die neben und in Zusammenwirkung

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mit einer flüssigen, wärmehärtbaren Harzkomponente eine später aufzubringende fein gemahlene, feste, schmelzbare, potentiell wärmehärtbare Komponente enthält, wobei die beiden Komponenten getrennt gelagert und erst beim Verbrauch kombiniert werden. Auf diese Weise werden die Probleme umgangen, die beim Lagern und beim Auftragen in dünner Schicht entstehen, wenn man Kondensationsprodukte mit honem ) Feststoffgehalt verwendet.

Das erfindunsgemässe Verfahren zur Herstellung von Schichtstoffen, insbesondere von Sperrholz, ist daher dadurch gekennzeichnet, dass man getrennt und nacheinander auf eine oder beide zu verleimende Flächen zunächst eine flüssige Harzkomponente aufbringt (deren Zusammensetzung noch erläutert wird), worauf man auf die Fläche(n) als zweiten Bestandteil der Verleimung eine feinvermahlene, schmelzbare, feste, harzartige bzw. zur Bildung eines Harzes fähige Komponente aufbringt (deren Zusammensetzung ebenfalls noch erläutert wird), die zu verbindenden Flächen zusammenbringt und das harzartige Material der kombinierten Überzugsschicht unter Anwendung von tfärme und Druck härtet, wobei vorausgesetzt ist, dass sowohl die flüssige wie die feste Komponente, zum

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mindesten jeweils in ü-egenwart der anderen Komponente, wärmehärtbar ist.

Der Ausdruck "flussige, potentiell wärmehartbare, narzartige Komponente" wird hier gebraucht rür Kondensationsprodukte von Aldehyden mit Harnstoff oder Tnionarnstoff oder mit einem Phenol, das an denjenigen

jiingstellen, die mit jj'ormaldenyd reagieren können, |

unsubstituiert ist. Beispiele für derartige Phenole sind u.a. Phenol, MetHacresol, 3,t?-Xylenol und Resorcinol, nie Bezeichnung -'flüssig" bezieht sich lediglich auf aen zustand, in welchem das Kondensationsprodukt zunächst vorhanden ist und schliesst daher aucn Losungen der an sich festen ivondensationsproduicte ein-r

Mit dem Ausdrucic "schmelzbare, xeste, harzaruige odt;r zur üarzDiidun& fänige Komponente" sind hier Produkte gemeint, die entweder seibat harzartig sind oder eine harzartige Beschaffenheit annehmen, wenn

sie entweder erhitzt werden oder mit einem oder mehreren der Bestandteile der "flüssigen Harzkomponente" reagieren und die ferner einer mfärmehärtung unterliegen, wenn sie entweder allein oder in Verbindung mit der

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flüssigen Harzkomponente erhitzt werden. Derartige Stoffe sind demnach u.a. die Kondensationsprodulcte von Aldehyden mit Harnstoff, Melamin oder Thioharnstoff oder mit einem Phenol, das an denjenigen Ringstellen unsubstituiert ist, die mit Formaldehyd reagieren, also beispielsweise mit Phenol, Metkaoresol, 3,5-Xylenol oder Resorcinol, wobei das Kondensationsfc produkt bei normaler Raumtemperatur fest ist« Bevorzugt unter diesen Produkten sind diejenigen, die hergestellt wurden durch Versprühen und Trocknen von wässrigen Lösungen von Harnstoff- oder Phenolharzen, obgleich andere zur Herstellung von schmelzbaren, festen, wärmehärtbaren Kondensationsprodukten der beschriebenen" Art geeignete Methoden ebenfalls angewendet werden können.

Vorzugsweise wird sowohl die flüssige wie die feste Komponente der erfindungsgemäss zu verwendenden Klebstoffe unter den Kondensationsprodukten von Phenol mit Formaldehyd gewählt, und zwar bedient man sich insbesondere eines Phenolharzes des "Resol"-typs, d.h. eines solchen, das durch Umsetzung von 1-Mol Phenol mit mehr als 1 Mol eines Aldehyds unter alkalischen Bedingungen hergestellt ist_o Gute Resultate lassen sich allerdings auch erzielen mit Phenolharzen des

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^oNovolak"-typB, d.h. mit Harzen, die durch Kondensieren eines !Phenolö mit weniger als der äquimolekularen Menge.an Aldehyd hergestellt worden sind.

Besonders geeignet als Komponente des potentiell harzartigen Typs sind die natürlichen Tanninextrakte, wie solche aus gepulverter Mimosa- Quebracho- oder Wattlerinde (letztere die Rinde einer atebralischen Akazienart).

Werden als Pulverkomponente Novolak-Phenolharze oder Tannine verwendet, so arbeitet man vorzugsweise einen geeigneten Aldehyd-Donor ein, z.B. Hexamin oder Paraformaldehyd. Der Formaldehyddonor kann jedoch weggelassen werden falls die flüssige Komponente, auf welohe die Pulverkomponente aufgebracht wird, einen ausreichenden ÜbftrschUBS an freiem Aldehyd

aufweistf der dann mit der Pulverkomponente reagiert, i

so dass diese wärmehärtbar wird.

Die pulverförmige Komponente kann neben dem Harz (bzw. dem potentiellen Harz) und gegebenenfalls dem Aldehyddonor noch weitere Bestandteile enthalten, wie Konditionierpulver, Wachse, Füller und dgl.

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G-emäss der bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird das in Blatt- oder Hienform vorliegende, zur Schichtstruktur zu verleimende Material, z.B. die Furnierblätter, zunächst an eine Stelle befördert, wo es mit einem Film oder Überzug aus der flüssigen Harzkomponente beschichtet wird und unmittelbar darauf an eine zweite Stelle, an welcher das feingemahlene feste Harz aufgebracht

P wird. Hinsichtlich der Methode zur Ablagerung oder zum Aufbringen der beiden Komponenten ist die Erfindung nicht eingeschränkt. So kann die flüssige Harzkomponente mit Hilfe einer Walze oder durch Aufstreichen oder Aufsprühen aufgebracht werden.

Um jedoch einen wirtschaftlichen, dünnen und gleichmässigen Überzug zu erhalten, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn man eine als "Curtain-coater" bekannte Beschickungsvorrichtung verwendet, bei welcher die Flüssigkeit über einen

Schlitz von einstellbarer v/eite in Form eines dünnen kontinuierlichen Filmes abgegeben und auf dem darunter fortbewegten blatt- oder folienförmigen Material abgelagert wird.

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Das sehr fein gemahlene feste Harz kann ebenfalls auf beliebige Art aufgebracht werden; geeignete Verfahren bestehen beispielsweise darin, dass man das Harzpulver aufbürstet oder aufsprüht, und als üesonders zweckmassig erwies es sich, auch das Pulver durch einen zweiten "Curtain-coater" zu verteilen, dem ein Vibrator angeschlossen ist.

Wird das Pulver aufgesprüht, so erreicht man besonders gute Ergebnisse mit Hilfe eines elektrostatischen Verfahrens, oei welchem die Teilchen beim Verlassen des üprühkopfes aufgeladen werden, während dem zu überziehenden Gegenstand eine entgegengesetzte elektrische Ladung verliehen wird.

Die Beispiele erläutern das Verfahren .nach der Erfindung näher:

Beispiel 1

Es wurde ein Phenolharz vom fiesoltyp hergestellt durch Umsetzen von Phenol mit 44^-igem Formalin im Verhältnis von 1 Mol Phenol zu 1,75 Mol Formaldehyd in Anwesenheit von 0,5 Mol UaOH je Mol Phenol. Die Umsetzung wurde bewirkt durch gemeinsames Erhitzen

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der Bestandteile unter Rückfluss bis die Viskosität, gemessen durch Verdünnen von 375 Vol.-Teilen des gebildeten Harzes mit 50 Vol.-Teilen 32 gewichtsprozent/llatronlauge, einen Wert von 800 op bei 25° erreichte. Die Umsetzung wurae dann unterbrochen durch Zugabe von eo viel weiterer Natronlauge, Dis das Molverhältnis der gesamten Natronlauge zu dem Phenol 0,818 zu 1 und der Feststoffgehalt des üarzes 43-45$ betrug. Das Harz hatte nun eine Viskosität von 3 Poise bei 21 .

Das Harz wurde so^dann in den oben beschriebenen "Curtain-coater" eingebracht, dessen Schlitz derart eingestellt war, aaas auf dem zu beschichtenden Furnierblatt ein kontinuierlicher Film aus dem

ρ Harz abgelagert wurde, ,wobei je m des unter dem Schlitz durchlaufenden Furniers etwa 62 g (1,25 lbs/lOO sq.ft.) aufgebracht wurden. Das so beschichtete Furnier, das vor dem Beschichten einen Feuchtigkeitsgehalt von 5 °/o hatte, wurde dann sofort unter einem zweiten, mit einem Vibrator ausgerüsteten "Curtain-coater" hindurchgeführt, wo es mit einem trockenen Harzpulver beladen wurde, welches durch Sprühtrocknen aus dem wie oben hergesfeilten Phenolharz erhalten worden war. In diesem Fall war der Schlitz der BeSchichtungsvorrichtung so ■

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eingtstellt, das· da· Haripulver gleichmässig auf di· wie oben beschichtete Oberfläche des

ρ Furniers in einer Menge von etwa 40 g je a (0,8 lbs per 100 sq.ft.) aufgebracht wurde. Das fertig beschichtete Furnier wurde dann mit »inem anderen, ebenso beschichteten Furnier vereinigt, und zwar derart, dass die Maßerung der beiden Furniere einen rechten Winkel bildete, worauf das Ganze

30 Minuten unter leichtem Druck gehalten wurde, um \

dann in eine bei 115 und einem Druck von 14· kg/ca betriebene Heizpresse eingeführt zu werden. Naoh 6 Minuten wurde das Werkstück aus der Heißpresse entnommen, gekühlt und untersuoht.

Bei Anwendung der in der "British Standard Specification No. 1203" niedergelegten Methode wurden die folgenden Resultate erhalten, die einen Durchschnitt von jeweils sechs Versuchsstücken darstellen: ,

DRY 342 pounds (Specification minimum 250 Ib f )

IHT 269 " ( ^M " 250 " )

MR 249 ^H ( " " 200 ^M )

BR 252 « ( " ^M 100 » )

WBP 248 ^w ( " « 200 " )

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Die Schleifwirkung an der Verklebungslinie erwies sich als weniger ausgeprägt, als diejenige bei einem entsprechenden Sperrholzbrett, bei dessen Herstellung das wie oben hergestellte flüssige Harz in Verbindung mit einem üblichen Füllstoff (60 Teile Kokosschalenmehl, 20 i'eile Kreide und 20 Teile Mimosapulver) benutzt worden war.

Beispiel 2

Auf weitere Furniere, die mittels der erwähnten Beschickungsvorrichtung mit der flüssigen Phenolharz-r komponente nach Beispiel 1 überzogen worden waren,

wurde mit Hilfe einee vibrierenden Siebes in gleichmässiger Sohicht ein Pulvergemisch aus 100 Gew.-!'eilen Mimosapulver und 20 Gew.-i'eilen

2 Paraformaldehyd in einer Menge von 30 g/m (0,6 lbs / 100 sq-rft.) aufgetragen. Nach dem Vorpressen der Furniere wie in Beispiel 1 ließ man das erhaltene Sperrholzbrett abkühlen und untersuchte es dann gemäss "British Standard Specification, Nos. 1455 und 1203". Ausgezeichnete Ergebnisse wurden erhalten wenn die Sperrholzbretter aus Furnieren hergestellt worden waren, die einen anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt von 10 $> hatten. Betrug der

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Anfangsgehalt an Feuchtigkeit nur 5$, so wurden etwas weniger gute \Terleimungen erhalten, die jedocn immer noch den ütandardvorschriften genügten.

Beispiel 3

Ein Phenol- -ta** Novolaknarz wurde wie folgt j

hergestellt: 64,41 kg 1üO/o-iges Phenol, 386 kg 44/^-iges, methanolfreies Formalin, 12,7 kg Oxalsäure und 2,63 kg viiasser wurden in einem rostfreien ütahlgefäss 5 Stunden auf Rückfluss gehalten. Das Produkt wurde dann unter ii/tmosphur endruck entwässert, bis der üücksxand einen Schmelzpunkt von p3°0 erreichte.

Dann wurde es in Schalen vergossen, abkühlen gelassen und auf ungefähr 0,85 mm (20 mesh) zerkleinert. Das resultierende Pulver wurde im Verhältnis von 20 Gew.-Teilen formaldehyd auf je 100 Gew.-Teile i

Hovolakpulver mit Paraformaldehyd vermischt.

jilun wurde ein Holzfurnier mit einer Phenolnarz-

j-ösung gemass Beispiel 1 derart oesprüht, dass ein

uberzugsgewicht von etv/a 100 g/m (2 lbs/100 sq.ft.) erreicht wurde, worauf das Furnier mit noch nasser

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Beschichtung unter einem Viorationssieb nindurohge-

führt wurde aus dem das Novolak-Paraformaldehydgemisch in einer Menge von etwa 30g/m (0,6 lbs/100sq.f aufgebracht wurde. Nach dem Verpressen wie in
Beispiel 1 wurden die erhaltenen .bretter nach der "Britisn Standard Specification Uo. 1203" untersucht und ergaben folgende Resultate: '' '

w . DRY i8y pounds (Specification minimum 250 Io f)

IFi¹ 294 " ( " " 250 « )

MR 29d » ( " " 200 " )

BR 202 η (« · n 100 " )

243 " ( " " 200 " )

Beispiel 4

Das Verfahren nach Beispiel 3 wurde wiederholt , wobei jedoch der Formaldehyd ersetzt wurde durch Hexamin (Hexamethylentetramin) im Verhältnis von Teilen auf je 100 Gew.-Teile Novolakharz. Die
Untersuchung nach der obigen britischen Vorschrift ergab folgende Resultate:

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DRY 300 pounds (Specification Minimum 250 Ib f) WBP 233 " ( " " 200 » )

Beispiel 5

Ein Holzfurnierblatt wurde mit Hilfe einer Walz· mit einest flüssigen Gemisch folgender Zusammensetzung beschichtet: |

♦Oaeoo-Hare 'U* Chinaton Wasser Reismehl Trie alo iumphosphat Harnstoff Ammoniumsulfat

(· "Caseo" ist ein eingetragenes Warenzeichen; "Casco-Harz Üⁿ ist ein übliches, flüssiges, wässriges Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukt mit einem

Peststoffgehalt von 67 J* und einer Viskosität von 50 Poises bei 21⁰O).

Mit noch feuchter Beschichtung wurde das Turnier mit einem Pulvergemisch aus 50 Gew.-Teilen Melamin

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100	(Jew.	«	-Teil·
65.	5	η	ti
30		ti	η
2		η	«
2		Il	η
10		H	η
0.	5	η

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und 50 Gew.-Teilen "Cascamite 6D" in einer Menge von etwa 50g/m (1 lb/iOOsq..ft.) besprüht ("Cascamite" ist ein eingetragenes Warenzeichen; "öascamite 6D" ist ein sprühgetrocknetes Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukt) .

Aus dem beschichteten Furnier und einem zweiten auf gleiche Weise beschichteten sowie einem unbeschichteten Furnierblatt wurde ein übliches dreischichtiges Sperrholzbrett zusammengeleimt,

ο indem die drei Schichten unter einem Druck von 14,1 kg

in einer auf 100° gehaltenen Heißpresse 6 Minuten verpresst wurden.

Die Untersuchung des Brettes ergab, dass es den oben erwähnten britischen Standardbedingungen Nr. 1203/BB. entsprach.

Patentansprüche

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Claims (10)

1> Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von verleimten Schichtstoff en_} insbesondere von Sperrholz, dadurch gekennzeichnet , dass man getrennt und nacheinander auf eine oder beide der zu verleimenden Oberflächen als zweiphasige Verleimungsschicht zuerst ein flüssiges harzartiges Kondensationsprodukt aus einem Aldehyd mit

Harnstoff, Thioharnstoff oder einem Phenol und darauf- ' ^ hin eine feingemahlene schmelzbare, feste, harzartige oder potentiell narzartige Komponente aufbringt, wobei sowohl die flüssige wie die feste Komponente der Verleimungsschicht, zum mindesten in Anwesenheit der anderen Komponente, wärinenärtbar sind, worauf man die zu verleimenden Flächen zusammenfügt und das Harz der zweiphasigen Verleimungsschicht unter v/ärme und jjruck härtet.

2 ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Harzkomponente mittels einer als "Curtain-Coater" bekannten iteschichtungsvorrichtung aufgebracht wird«

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder z_t dadurch gekennzeichnet , dass die feste Komponente mittels eines Vibrationssiebes auf der flüssigen Komponente verteilt wird.

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4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 te 3, dadurch gekennzeichnet , dass die flüssige Harzkomponente eine wässrige Lösung eines PhenoliOrmaldehyd-Resols ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass die feste Komponente ein Phenol-Fovolakharz ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass die. feste Komponente ein durch Sprühtrocknen einer wässrigen Lösung eines Phenol-IOrmaldehyd-Kondensationsproduktes hergestelltes Pulver ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass die feste Komponente pulverisierter Mimosaextrakt ist.

8. Verfahren nach Anspruch 5_f 6 oder 7» dadurch gekennze lehne t , dass die feste Komponente ausserdem einen Aldehyddonor enthält.

9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Aldehyddonor Paraformaldehyd ist.

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10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der festen Komponente ein Füllmittel zugesetzt ist.

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