DE1646119B2 - Verfahren zur Beschichtung von Flächengebilden mit einem Filmüberzug aus einem thermogehärteten Harz - Google Patents

Description

dem in Form eines bereits vorgebildeten, in sich zu- an monomerem Styrol, sowohl für die Vorpolymeri-

sammenhangenden Fümes auf die zu beschichtende sation als auch für die endgültige Aushärtung sehr

Oberfläche aufgebracht und anschließend ausgehär- niedrige Temperaturen verwendet werden, was zu

tetwird. Standzeiten in der Größenordnung vieler Stunden

So ist aus der Patentschrift 40 852 des Amtes für 5 führt, die für eine großtechnische Produktion nicht in

Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin ein Ver- Kauf genommen werden können. Zweitens ergeben

fahren bekannt, nach dem das mit dem Härter ver- sich nach diesem Verfahren aber auch verhältnismä-

setzte Harz, gegebenenfalls unter Zusatz von 1 bis ßig hohe Ausschußquoten, weil es nahezu unmöglich

10 % Lösungsmittel, auf eine zwischen dem Erwei- ist, die in den Flächenabmessungen den Spanplatten

chungspunkt und dem Schmelzpunkt liegende Tem- ίο entsprechende Trägerplatten eben und waagerecht

peratur, bei der aber noch keine nennenswerte Poly- genug auszurichten. Schon bei sehr geringfügiger Ab-

kondensation eintreten soll, erwärmt und dann mit- weichung der Trägerplatten aus der waagerechten

tels einer Breitschlitzdüse gegebenenfalls auch mittels Ausrichtung läuft das (zunächst ja noch dünnflüs-

Ausziehwalzen, zu einem zusammenhängenden Film sige) Harz von den höher gelegenen Stellen weg und

geformt wird, welcher als solcher auf die zu be- i-s sammelt sich in den etwas tiefer gelegenen Bereichen

schichtende Oberfläche aufgetragen wird. Der Film an. Das führt zu ungleichmäßigen Schichtstärken

weist dabei infolge der Erwärmung des Harzansatzes oder sogar zu Fehlstellen im Filmüberzug, und zwar

und" der vorgesehenen Zugabe geringer Mengen an um so eher, je geringer die Schichtstärke des FiIm-

Lösungsmittel eine geringe Viskosität auf. Somit Überzuges ist. Fibnüberzüge von geringer Schicht-

wird auch bei diesem Verfahren ein Kunstharz ver- *> stärke lassen sich mit diesem Verfahren praktisch

wendet, welches zwar weniger Lösungsmittel enthält überhaupt nicht herstellen.

als die bei der konventionellen Arbeitsweise verwen- Schließlich ist aus der USA.-Patentschrift deten Gießharze, welches aber wiederum im Augen- 3 032 8¹5 ein Beschichtungsverfahren bekanntgeworblick des Aufbringens auf die zu beschichtende den, welches ähnlich wie das Verfahren gemäß der Oberfläche sehr dünnflüssig ist und erst auf der »5 schweizerischen Patentschrift 336 191 mit einer VorOberfläche selbst zur Aushärtung kommt. Demzu- polymerisation des Harzfilmes auf einer Trägerplatte folge werden die bei der konventionellen Arbeits- arbeitet. E^r wird dabei als Trägerfläche eine Walze weise auftretenden Schwierigkeiten, die auf den (bzw. eine endlos umlaufende Bahn) verwendet, auf Standzeiten bis zur Aushärtung des Filmüberzuges in welche mittels Sprühdüsen oder einer Breitschlitzdie Plattenoberfläche beruhen, auch mit diesem Ver- 30 düse eine Schicht eines flüssigen, mit Beschleunigern fahren nicht beseitigt. und Katalysatoren auf schnelle Härtung eingestellten Weiterhin ist aus der schweizerischen Patentschrift Gießhaizes aufgesprüht wird. Das Gießharz wird auf 336 191 ein Beschichtungsverfahren bekannt, bei der gegebenenfalls beheizten Walzenoberfläche einer dem ein Gießharz, nämlich ein in Styrol gelöstes, un- Vorpolymerisation unterworfen und dann als zusamgesättigtes Polyesterharz, mit den erforderlichen Ka- 35 menhängender Film auf die zu beschichtende Obertalysatoren und Beschleunigern sowie gegebenenfalls fläche übertragen, wo die endgültige Aushärtung mit Pigmenten vermischt und auf eine polierte ebene, stattfindet.

mit einem Trennungsmittel beschichtete Trägerplatte Dieses Verfahren ist dem Verfahren gemäß der aufgegossen wird. Auf dieser Trägerplatte wird die schweizerischen Patentschrift 336 191 darin überle-Harzmischung einer Vorpolymerisation unterworfen, 40 gen, daß auf einer Walzenoberfläche leichter als auf wobei sie auf der der Trägerplatte zugekehrten Seite einer ebenen Trägerplatte eine gleichmäßige Schichtteilweise aushärtet, auf der freien Seite jedoch kle- stärke des Filmüberzuges eingehalten werden kann, bend bleibt. Danach wird die vorpolymerisierte Im übrigen besitzt es die gleichen Nachteile. Es geht Harzschicht mit der klebenden Seite auf eine Span- nämlich wiederum von einem Gießharz aus, d. h. von platte aufgelegt, auf die zuvor eine hochviskose, auch 45 einem Harz, welches zur Aushärtung eine verhältnismit Katalysator und Beschleuniger versetzte Poly- mäßig lange Zeit benötigt und bis zur endgültigen estermischung aufgetragen wurde. Danach erfolgt eine Aushärtung klebend bleibt, und welches somit wie-Aushärtung und Verbindung beider Schichten unter derum infolge der langen Standzeiten keine rationelle geringem Druck und bei Zimmertemperatur, allen- Produktion ermöglicht. Außerdem ist auch wie bei falls nur mäßig erhöhter Temperatur. 5» dem Verfahren nach der schweizerischen Patent-Dieses Verfahren unterscheidet sich von den vor- schrift 336 191 die Gefahr eines ungleichmäßigen angehend erörterten Verfahren darin, daß das Harz Einsinkens des Harzfilmes in Oberflächenbereichen im Augenblick des Aufbringens auf die Plattenober- von unterschiedlicher Saugfähigkeit nur verringert fläche in bereits vorpolymerisierter Form, also mit und nicht völlig beseitigt, was sich besonders bei der verhältnismäßig hoher Viskosität vorliegt. Dadurch 55 Herstellung dünnschichiiger Filmüberzüge nachteilig wird der Gefahr eines ungleichmäßigen Eindringens bemerkbar macht.

des Harzfilmes in unterschiedlich saugfähige Be- Mit der Erfindung sollen die bislang bei der Bereiche der Plattenoberfläche entgegengewirkt, wenn- schichtung von Flächengebilden mit einem Fümübergleich auch nicht vollständig, wie sich aus der Not- zug aus einem thermogehärteten Harz bestehenden wendigkeit des Auftragens einer Polyester-Zwischen- 60 Nachteile beseitigt werden, indem ein Beschichtungsschicht auf die Plattenoberfläche ergibt. In dieser verfahren geschaffen wird, welches es gestattet, die Hinsicht tritt also eine Verbesserung ein. Flächengebilde in einem Arbeitsgang mit gleicnmäßi-Dennoch konnte auch das Verfahren gemäß der gen Filmüberzügen vorgegebener Schichtstärke zu schweizerischen Patentschrift 336191 zu keinem versehen, die nicht in unterschiedlich saugfällige praktischen Erfolg gebracht werden, und zwar vor- 65 Oberflächenbereiche einsinken und die auch keine wiegend aus zwei Gründen. Erstens müssen auch langen Standzeiten bis zur endgültigen Aushärtung nach diesem Verfahren, wegen der Gefahr einer BIa- benötigen,
sehbildung infolge des Gehaltes der Karzmischung Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß

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vorgeschlagen, daß das thermoreaktive Harz in te- fahrens liegt in der leichten und außerordentlich gester, von leicht verdampfbaren Bestandteilen freier nauen Steuerung der Schichtdicke des Filmüberzu-Form kontinuierlich in den Walzenspalt zweier ge- ges. Die Schichtdicke wird ganz einfach nur durch genläufiger Heizwalzen eindosiert und dort durch Einstellung des Walzenspaltes geregelt, was sich Schmelzen bei Einstellung der Walzentemperatur 5 ohne jegliche Schwierigkeiten durchführen läßt. Da- und der Verweilzeit in einen viskosen Zustand über- bei lassen sich hohe und geringe Schichtdicken (bis führt wird, dann der zum Walzenspalt austretende hinunter zu einem Auftrag von 20 g/m², was mit kei-FiIm von der einen dieser Walzen abgenommen, auf nem anderen Beschichtungsverfahren möglich ist) in das Flächengebilde übertragen und zur Erstarrung gleicher Weise reproduzierbar erzeugen, und es ist in gebracht wird und danach durch kurzzeitige Einwir- io jedem Fall sichergestellt, daß auch die Schichtdicke kung von Wärme und Druck endgültig ausgehärtet des Filmüberzuges über die gesamte Oberfläche der wird. Spanplatte konstant ist. Auch haben Schwankungen

Das erfindungsgemäße Verfahren macht sich somit in der Viskosität des auf der Schmelzwalze gebildevon der Verwendung von Gießharzen frei und geht ten Films keinen Einfluß auf die Schichtdicke, diese statt dessen von einem Schmelzharz aus, welches in 15 bleibt bei gleichbleibendem Walzenspalt unabhängig fester Form in dem Spalt zweier Schmelzwalzen ein- , von etwaigen Viskositätsschwankungen konstant,
dosiert wird. Dort wird es aufgeschmolzen, wobei Von der Art und Ausbildung der Schmelzwalzen

eine gewisse Vorpolymerisation eintritt und auf jeden ist das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig. Fall das Harz in einen viskosen Zustand überführ*: Auch kann der auf der Schmelzwalze gebildete Film wird. Tm viskosen Zustand bildet das Harz auf einer »o entweder direkt oder über eine zwischengeschaltete oder beiden Schmelzwalzen einen filmartigen Über- Offset-Walze auf das Flächengebilde übertragen werzug, der auf das Flächengebilde übertragen wird. Im den. Weiterhin bestehen auch hinsichtlich des verGegensatz zu einem Gießharz ist bei dem Schmelz- wendeten thermoreaktiven Harzes keine Beschränharz dieser viskose Zustand jedoch nur bei erhöhter klingen, sofern nur die Forderung erfüllt ist, daß das Temperatur und nicht bei Zimmertemperatur bestän- 35 Harz keine leicht verdampfbaren Bestandteile entdig. Daher erstarrt ein aus dem viskosen Schmelzharz hält

bestehender filmartiger Überzug beim Auftragen auf Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des er-

die zu beschichtende Fläche, also beispielsweise die findungsgemäßen Verfahrens näher erläutert:
Spanplatte, praktisch augenblicklich zu einer festen, Ein handelsübliches ungesättigtes festes Polyester-

nicht mehr klebrigen Masse, und zwar einfach in- 30 harz (welches durch Kondensation von Phthalsäure folge der Abkühlung, die er auf der gegenüber der oder Isophthalsäure mit Äthylenglyknl gebildet Walzenoberfläche kälteren Oberfläche der Span- wurde) wird auf einem Mischwalzwerk zum Schmelplatte erleidet. Danach benötigt der Filmüberzug zen gebracht und mit 30% N-Vinylcarbazol oder noch eine kurzzeitige Einwirkung einer Wärme- präpolymerisiertem Diallylphthalat versetzt,
quelle, z. B. eines Infrarotstrahlers oder einer Hoch- 35 Anschließend erfolgt bei möglichst niedriger Temfreqüenzheizung, sowie die Einwirkung einer Druck- peratur die 2 %ige Zugabe eines Katalysators in walze zwecks Verdichtung. Form von Benzoylperoxid oder Dicumylperoxid zu-

Diese sofortige Erstarrung des Schmelzfilmes ver- sammen mit 0,2 °/o Inhibitor wie z. B. Hydrochinon, hindert mit Sicherheit jegliches Eindringen von Harz Die Mischung wird unterhalb der Zersetzungstempein unterschiedlich saugfähige Bereiche der zu be- 40 ratur des Peroxides, vorzugsweise zwischen 60 und schichtenden Oberfläche, und oiese sofortige Erstar- 120° C vorgenommen. Nach erfolgter homogener rung des Schmelzfilmes macht es auch möglich, die Durchmischung aller Komponenten werden der gebeschichteten Flächengebilde unmittelbar im An- schmolzenen Mischung 30 bis 50 Gewichtsprozent schluß an das Aufbringen des Filmüberzuges beliebig Füllstoffe und Pigmente, wie Holzmehl, Kalciumcarweiter zu verarbeiten. Beispielsweise können sofort, 45 bonat oder Titandioxid zugemischt. Die Mischung sogar noch vor der Restaushärtung, Spanplatten ge- wird danach erkalten gelassen und durch Vermählen stapelt und flexible Flächengebilde aufgerollt wer- in ein rieselfähiges Produkt übergeführt,
den. Dadurch ist es möglich, ohne besonderen Platz- Das so erhaltene körnige thermoreaktive Harz

bedarf ein Zwischenlager einzurichten und damit die wird über eine Dosiervorrichtung in den Walzenspalt Beschichtungsanlage unabhängig von den Taktzeiten 50 zweier gegenläufiger, auf 120° C geheizter Walzen der Aushärtungsanlage zu machen. Außerdem ist es gegeben, wo es aufgeschmolzen wird und während dadurch auch möglich, in der Aurhärtungsanlage der Verweilzeit im Walzenspalt der Vorpolymerisaz. B. Etagenpressen zu verwenden, die ein schnelles tion unter Zunanme der Viskosität unterworfen wird, und platzsparendes Arbeiten gestatten. Der Grad der Vorpolymerisation kann einerseits

Wichtig ist für das erfindungsgemäße Verfahren 55 durch Veränderung der Walzentemperatur und andie Forderung, daß das Schmelzhnjz frei von Lö- dererseits durch Veränderung de,- Verweilzeit im sungsmitteln oder sonstigen leicht flüchtigen Kompo Walzspalt genau reguliert werden. Das thermoreaknenten sein muß. Dadurch besteht keine Gefahr einer tive Harz legt sich dabei in Form eines viskosen FiI-Blasenbildung, so daß hohe Temperaturen und damit me.« um eine oder beide Walzen und wird entweder entsprechend kurze Zeiten (Größenordnung Sekun- 60 direkt oder über eine Drittwalze, die vorzugsweise den) für die endgültige Aushärtung möglich sind. mit Silikongummi belegt ist, auf z. B. eine Spanplatte Diese kurzen Zeiten wiederum verhindern, daß sich übertragen.

die Flächengebilde während der Aushärtung nen- Der so auf die Spanplatte aufgebrachte Filmüber-

nenswert miterwärmen und dabei eventuell Dämpfe zug wird anschließend im Hochfrequenzfeld oder abgeben, die ebenso wie ausdampfende Lösungsmit- 65 durch Wärmestrahlung kurzzeitig auf 200⁰G ertel die Qualität des Filmüberzuges beeinträchtigen wärmt, und anschließend durch eine gekühlte oder würden. beheizte Druckwalze unter hohem Druck verdichtet,

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Ver- mattiert oder poliert, um beim Abkühlen mit der

Spanplatte fest verbunden zu werden. Je nach der erforderlichen Aushärtezeit und Durchlaufgeschwindigkeit kann auch noch eine weitere Wärmeeinwirkung zur vollständigen Aushärtung vorgesehen werden.

Nach der Aushärtung ist der auf ungefähr 200° C erhitzte Filmüberzug noch plastisch und kann bei Bedarf mittels gekühlter Druck- xuif'i Gegendruckwalzen oberflächlich geprägt, mattiert oder auf Glanz gebracht werden. Nach der Abkühlung ergibt sich ein wärmebeständiger Überzug, der z.B. unter der

Einwirkung der Schwabbelscheibe zwecks Erzielung einer hochglänzenden Oberfläche nicht erweicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur auf die Beschichtung steifer Flächengebilde wie Spanplatten, Bleche oder ähnlicher Platten beschränkt. Es können auch flexible Flächengebilde, ww* Synthesevliese, vorimprägnierte Papiere, metall-oder hitzebeständige Kunststoff-Folien befilmt werden. Je nach dem gewählten Vernetzungsgrad kann der zu ende-ίο lende Filmüberzug mehr oder weniger flexibel, elastisch oder hart und spröde gestaltet werden.

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Claims (1)

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   hältnismäßig geringer Viskosität Dieses Gießharz

   Patentanspruch: wird in praktisch noch unreagiertem Zustand auf die

   Plattenoberfläche aufgetragen und dort zur Aushär-

   Verfahren zur Beschichten ,g von starren oder rung und Vernetzung gebracht

   flexiblen Flächengebilden, insbesondere von Holz 5 Diese Arbeitsweise führt zwar zu Überzügen mit oder holzartigen Materialien, mit einem Film- den gewünschten mechanischen und chemischen überzug aus einem ausgehärteten thermoreakti- Eigenschaften, besitzt aber auch einen grundsätzliven Harz, wobei das thermoreaktive Harz zu- chen Nachteil, der darauf zurückgeht, daß die Ausnächst auf einer Trägerfläche zu einem Film ge- härtung der aufgebrachten Überzüge oberhalb Zimformt wird, welcher anschließend auf das Flä- io mertemperatur erfolgen muß, weil bei höheren Temchengebilde übertragen und ausgehärtet wird, peraturen das in der Mischung enthaltene Lösungsdadurch gekennzeichnet, daß das ther- mittel ausdampft, wodurch sich in den Überzügen moreaktive Harz in fester, von leicht verdampf- Blasen ausbilden können. Eine solche Blasenbildung baren Bestandteilen freier Form kontinuierlich in würde die Qualität der Überzüge entscheidend beeinden Walzenspalt zweier gegenläufiger Heizwalzen 15 trächtigen und muß deshalb unbedingt vermieden eindosiert und dort durch Schmelzen bei Einstel- werden. Die Aushärtezeit der verwendeten Gießharze lung der Walzentemperatur und der Verweüzeit steigt aber mit sinkender Temperatur erheblich an, in einen viskosen Zustand überführt wird, dann sie beträgt z.B. für handelsübliche Polyesterharze der zum Walzenspalt austretende Film von der oder Epoxyharze bei 160 bis 200° C lediglich 40 bis einen dieser Walzen abgenommen, auf das Flä- »o 60 Sekunden, während diese Harze bei Zimmertemchengebilde übertragen und zur Erstarrung ge- peratur eine Aushärtezeit von 12 bis 24 Stunden bebracht wird und danach durch kurzzeitige Ein- nötigen, wobei sie bis zur endgültigen Aushärtung wirkung von Wärme und Druck endgültig ausge- stark klebend bleiben. Demzufolge ergeben sich bei härtet wird. den beschichteten Platten erhebliche Standzeiten, bis

   as die Überzüge so weit ausgehärtet sind, daß die Platten den weiteren Verarbeitungsstufen zugeführt werden können. Dadurch wird eine rationelle und schnelle Produktion unmöglich gemacht, ganz abgesehen

   auch von dem in der Beschichtungsaniage auftreten-

   30 den, überaus hohen Platzbedarf, denn die Platten können bis zur endgültigen Aushärtung nur offen nebeneinander gelagert und nicht gestapelt werden.

   Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bisher üblichen Arbeitsweise tritt bei der Beschichtung von Flä-

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschich- 35 chengebilden mit ungleichförmig saugfähiger Obertung von starren oder flexiblen Flächengebilden, ins- fläche auf. So weisen z. B. Spanplatten und viele anbesondere von Holz oder holzartigen Materialien, dere, auf Holzbasis aufgebaute Platten, also gerade mit einem Filmüberzug aus einem ausgehärteten die wirtschaftlich besonders wichtigen Anwendungsthermoreaktiven Harz, wobei das thermoreaktive Objekte für das Aufbringen eines Kunstharz-Film-Harz zunächst auf einer Trägerfläche zu einem Film 40 Überzuges, eine sehr inhomogene Oberfläche auf, bei geformt wird, welcher anschließend auf das Flächen- der sich Bereiche von geringer Saugfähigkeit mit Begebilde übertragen und ausgehärtet wird. reichen von hoher Saugfähigkeit abwechseln. Da die

   Auf zahlreichen Gebieten werden Flächengebilde, auf die Plattenoberfläche aufgebrachten Harze eine also Platten, Matten, Bahnen, Folien u. dgl. benötigt, ziemlich geringe Viskosität besitzen, werden sie soderen Oberfläche mit einem ausgehärteten Kunst- « mit in den stark saugfähigen Oberflächenbereichen harz-Filmüberzug beschichtet ist. So besteht bei- praktisch sofort in die Platte eingesogen, d. h. sie verspielsweise in der holzverarbeitenden Industrie, ins- schwinden in diesen Bereichen von der Plattenoberbesondere im Möbelbau, ein zunehmender Bedarf an fläche, während sie in anderen Bereichen mehr oder Kunstharz beschichteten Spanplatten, Holzfaserplat- weniger stark an der Plattenoberfläche verbleiben, ten, Sperrplatten oder Holzplatten. Als Kunstharz- 50 Das führt unvermeidlich zu einer ungleichmäßigen Materialien kommen dabei bevorzugt härtbare unge- Schichtstärke des Filmüberzuges oder gar zu einer sättigte Polyesterharze, Alkydharze oder Epoxyharze diskontinuierlichen, fleckenförmigen Ausbildung des zum Einsatz, die den Platten einen hervorragenden Filmüberzuges. Um dieses Ergebnis wenigstens etwas Oberflächenschutz von hoher Zähigkeit, Schlagfestig- zu verbessern, muß die Überzugsschicht meistens keit, Abriebfestigkeit, Witterungsbeständigkeit und 55 mehrmals nacheinander aufgetragen werden, wochemischer Resistenz geben und auch eine anspre- durch sich aber die auf den langen Standzeiten bis chende Gestaltung der Plattenoberfläche ermögli- zur Aushärtung des Überzuges beruhenden Schwie^cnen. rigkeiten vervielfachen. Außerdem können bei mehr-

   Es ist üblich, derartige Filmüberzüge nach dem maligem Harzauftrag keine Filmüberzüge von gerin-Tauchyerfahren, durch Spritzen, nach dem »Curtain 60 ger Schichtstärke hergestellt werden, sondern nur Coatiiige-V'Tfahren oder durch Pinselauftrag auf die dickere FÜmüberzüge, die überdies auch keineswegs Plattenoberfläche aufzubringen. Diesen »konventio- immer befriedigend gleichmäßig sind,
   neuen« Beschichtungsverfahren ist gemeinsam, daß Es wurde bereits versucht, die sich mit der kon-

   sie von einem Gießharz ausgehen, d. h. von einer aus ventionellen Arbeitsweise ergebenden Schwierigkeider Härz-Könipottente, einem Lösungsmittel (wel·- 6₅ ten bei der Beschichtung von Spanplatten und andeches auch ein in das endgültige Harz mit eingebautes ren Flächengebilden mit einem Filmüberzug aus Monomere sein kann) und Härtern, Beschleunigern einem thermogehärteten Harz dadurch zu verbessern, oder Katalysatoren bestehenden Mischung von ver- daß das Harz nicht mehr in Form einer Lösung» son-