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Alkalisch kondensierte Phenolaldehydharze, auch als Resol-Phenolharze
oder als Resole bezeichnet, erhärten bei einer Erhitzung. Man verwendet daher diese
hitzehärtbaren Harze in wäßriger Lösung oder in Spiritus (Alkohol) gelöst bei der
Herstellung von Kunststofferzeugnissen, insbesondere bei der Fertigung von Schichtpreßstoffen.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Phenolaldehydharz-Schichtpreßstoffen.
Die verwendeten wäßrigen Phenolaldehydharzlösungen sind hell gefärbt. Die damit
hergestellten Schichtpreßstoffe besitzen eine ungefärbte Oberfläche. Bei der Herstellung
von Schichtpreßstoffen unter Verwendung der vorgenannten Harilösungen werden als
Harzträger Holzfurniere, Papierbahnen, Textilgewebe oder andere Stoffe verwendet.
Als Schichtpreßstoffe werden hier und im nachstehenden im Sinne der Erfindung alle
Erzeugnisse bezeichnet, die aus wenigstens zwei miteinander verpreßten Schichten
aus getränkten Harzträgern besteh-n oder die aus einer Schicht aus einem getränkten
Harzträger bestehen, die auf eine beliebige andere Schicht aufgepreßt ist, z. B.
auf eine Holzplatte, eine Holzspanplatte oder Hartfaserplatte. Derartige Schichtpreßstoffe
können in beliebiger Form hergestellt werden, z. B. als Platten, Profile oder Formteile.
Die Herstellung solcher Schichtpreßstoffe erfolgt in der Weise, daß die Harzträger
zunächst mit der Phenolaldehydharzlösung getränkt werden. Die imprägnierten Harzträger
werden sodann getrocknet und anschließend bei erhöhter Temperatur und unter erhöhtem
Druck zu Schichtpreßstoffen verpreßt. Unter einer ungefärbten Oberfläche ist hier
und im nachstehenden im Sinne der Erfindung eine solche zu verstehen, deren Farbton
nicht durch eine Färbung des Phenolaldehydharzes beeinflußt ist, sondern nur von
der Färbung des Harzträgers bestimmt wird, so daß also durch die klare, ungefärbte
und von Phenolaldehydharz gebildete Oberfläche die eigene Farbe des Harzträgers
unverfälscht hindurchscheint und weitgehend erhalten bleibt, ähnlich wie dies beispielsweise
dann der Fall ist, wenn Holz mit einem klaren,, farblosen Lack überzogen wird.
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Wäßrige Lösungen von alkalisch kondensierten Phenolaldehydharzen
haben an sich zunächst eine hellgelbe bis bernsteingelbe Färbung, die sich jedoch
schon in relativ kurzer Zeit in eine dunkle, rotbraune Färbung ändert. Diese Verfärbung
tritt nicht nur mehr oder weniger stark bereits während des Tränkens, Trocknens
und Verpressens der Harzträger ein, sondern sie setzt sich auch im verpreßten Zustand
der Harze in dem fertigen Schichtpreßstoff fort. Diese Verfärbungen machen sich
besonders dann sehr störend bemerkbar, wenn beispielsweise für die Qberfläche einer
Tischplatte, einer Wandvertäfelung, eines Stuhlsitzes oder irgendeines anderen Formteils
zur Erzielung eines ansprechenden Äußeren z. B. ein helles Holzfurnier, ein helles
Overlay oder ein farbiges Dekorpapier verwendet worden ist, da der Eindruck einer
solchen Oberfläche durch die Verfärbungen außerordentlich stark beeinträchtig wird.
Die Verfärbungen, die insbesondere bei alkalischen Lösungen auftreten, werden offenbar
durch Farbstoffe hervorgerufen, die unter der Einwirkung des Luftsauerstoffes durch
Oxydation insbesondere aus niedrig kondensierten Phenolharzen entstehen. Diese Farbstoffe
sind derart stark, daß bereits geringe Mengen eine starke Dunkelfärbung verursachen.
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Da die Verfärbungen durch die Alkalität beschleu-
nigt werden, hat
man versucht, durch Zugabe von Säuren eine Neutralisation der Harze zu erreichen.
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Diese Versuche scheiterten daran, daß das Harz dann aus der wäßrigen
Lösung ausfällt. Eine gute Wasserlöslichkeit der Phenolaldehydharze ist aber für
die Tränkung der Harzträger unbedingt erforderlich. Man hat sich daher vielfach
so geholfen, daß man der Harzlösung zur Erzielung einer besseren Löslichkeit organische
Lösungsmittel, wie z. B. Spiritus (Alkohol), zugesetzt hat, oder man hat überhaupt
nur derartige Lösungsmittel an Stelle von Wasser verwendet. Diese Maßnahmen verursachen
sowohl beachtlich höhere Kosten als auch erhebliche technische Schwierigkeiten bei
der Herstellung von Schichtpreßstoffen. Denn allein schon die verwendeten Lösungsmittel
sind offensichtlich erheblich teurer als Wasser. Für den Transport des Lösungsmittels
und der Phenolaldehydharzlösung, für den Tränkungsvorgang und für die Trocknung
der getränkten Harzträger sind teurere und kompliziertere Anlagen und Sicherheitseinrichtungen
erforderlich, um die Entstehung und Entzündung brennbarer oder explosibler Gasgemische
zu verhindern, um die entstehenden Dämpfe sicher abzuführen und um das teure Lösungsmittel
aus den Dämpfen soweit wie möglich zurückzugewinnen.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man weiterhin eine mit Melaminharz
getränkte Deckschicht verwendet. Um die mit der Verwendung von Melaminharz angestrebte
helle Oberfläche zu erzielen, muß man aber dafür Sorge tragen, daß nicht nur beim
Preßvorgang kein Phenolaldehydharz aus den unteren Schichten in die Deckschicht
eindringt, sondern daß auch die bei dem fertigen Schichtpreßstoff in den unteren
Schichten eintretenden Verfärbungen des Phenolaldehydharzes nicht in die Deckschicht
durchschlagen. Zu diesem Zweck muß zwischen dem mit Melaminharz getränkten Harzträger
und den mit Phenolharz getränkten Harzträgern eine Dämmschicht angeordnet werden,
beispielsweise aus mehreren Kunstharzpapieren in Form-von Barrierepapierieinem Overlay
od. dgl. Zusätzliche Materialkosten und zusätzliche Arbeitskosten infolge der komplizierteh
Verarbeitung verursachen infolgedessen eine beachtliche Verteuerung in der Herstellung
der Schichtpreßstoffe.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der bekannten,
mit wäßrigen Phenolaldehydharzlösungen hergestellten Schichtpreßstoffe zu vermeiden
und unter Verwendung von hellen, wasserlöslichen Phenolaldehydharzlösungen hergestellte
Schichtpreßstoffe mit ungefärbter Oberfläche zu schaffen, die sich nicht verfärben,
sondern ihre ungefärbte Oberfläche behalten, daß heißt, bei denen das Phenolaldehydharz
auch im verpreßten, ausgehärteten Zustand nicht seine Färbung verändert, so daß
die eigene Farbe des verwendeten Harzträgers weitgehend unverfälscht durch die Oberfläche
scheint und weitgehend erhalten bleibt. Es sind aus der Verwendung bei Möbeln beispielsweise
dunkle Hölzer bekannt, deren brauner Farbton im Laufe der Zeit etwas 1örtlicher
werden kann, wie z. B. bei Nußbaum.
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Ebenso sind helle Hölzer bekannt, deren ganz heller Farbton sich im
Laufe der Zeit in einen geblichen Farbton ändern kann, wie z. B. bei Esche. Wenn
also beispielsweise derartige Hölzer bzw. Holzfurniere als Harzträger in der Deckschicht
eines Schichtpreßstoffes verwendet werden und wenn dabei im Luafe der Zeit die vorgenannten
Farbänderungen eintreten, so sind dies also keine durch eine Verfärbung des Phenolaldehydharzes
hervorgerufenen
Verfärbungen, sondern natürliche Farbänderungen des Harzträgers, die als Naturfarbe
durch die ungefärbte Oberfläche des Schichtpreßstoffes durchscheinen.
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Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung von Phenolaldehydharz-Schichtpreßstoffen
durch Aufbringen wäßriger Lösungen alkalisch kondensierter Phen olaldehydharze auf
Harzträger, Trocknen der Harzträger und anschließendes Verpressen bei erhöhter Temperatur,
welches dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Phenolaldehydharzlösung verwendet wird,
der mindestens so viel Borsäure zugesetzt worden ist, daß der pH-Wert der Harzlösung
unter 'i liegt.
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Es wurde nämlich festgestellt, daß man wasserlösliche Phenolaldehydharzlösungen,
d. h. wäßrige Lösungen alkalisch kondensierter Phenolaldehydharze, durch den Zusatz
von Borsäure sogar bis zu einem Wert von pH = 3 sauer machen kann, ohne daß die
Resol-Phenolharze aus der wäßrigen Lösung ausfallen. Während die Resole bekanntlich
bei Verwendung anderer Säuren aus einer Lösung von der vorgenannten Azidität sofort
ausgefällt werden, bleiben die Resol-Phenolharze bei der Verwendung von Borsäure
überraschenderweise in Lösung. Ebenso überraschend und unerwartet ist ferner, daß
überhaupt eine so hohe Azidität bei der Verwendung von Borsäure erreicht werden
kann, denn Borsäure ist an sich eine so schwache Säure, daß deren wäßrige Lösungen
nicht einen Wert von pH = 3 erreichen. Das vorgenannte Phänomen ist vielleicht damit
zu erklären, daß die im alkalisch kondensierten Phenolaldehydharz vorhandenen Phenolalkohole
offenbar mit der Borsäure eine bisher unbekannte Komplexverbindung bilden, die aus
der Borsäure erst eine relativ starke Säure macht, während das Harz aber, das nun
zum größten Teil in Form einer Komplexverbindung mit der Borsäure vorliegt, in Lösung
bleibt, daß heißt, diese Komplexverbindung ist wasserlöslich und reagiert sauer.
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Vorzugsweise enthält die verwendete Harzlösung auf 1 Mol Alkali etwa
1,1 bis 1,5 Mol Borsäure. Bei einem größeren Zusatz an Borsäure kann mit der Zeit
die Viskosität der Lösung zunehmen. Für den Tränkungsvorgang ist vorteilhafterweise
aber eine möglichst geringe Viskosität der Lösung anzustreben.
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Wird jedoch die Lösung innerhalb kürzerer Zeit verarbeitet, so können
auch größere Mengen an Borsäure angewendet worden sein. Die Azidität der erfindungsgemäß
verwendeten Lösungen läßt sich leicht und schnell durch bekannte Mittel feststellen.
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Die erfindungsgemäß verwendeten wäßrigen Phenolaldehydharzlösungen
haben durch den Zusatz der Borsäure ihre Neigung zu einer rotbraunen Verfärbung
verloren, sind fast wasserhell und behalten diese Farbe auch bei. Werden Harzträger
mit dieser Harzlösung getränkt, so behalten die Harzträger auch nach dem Tränken
praktisch unverändert ihre ursprüngliche Farbe, und es treten keine Verfärbungen
der oben beschriebenen Art ein. Nach dem Verpressen der Harzträger erhält man Schichtpreßstoffe
mit einer hellen Oberfläche, durch die die Naturfarbe des Harzträgers, die weitgehend
erhalten bleibt, durchscheint.
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Allenfalls kann die Oberfläche des Preßteils eine ganz geringfügige
violette Farbnuance aufweisen. Es wurde nun weiterhin gefunden, daß man auch diese
Farbnuance zum Verschwinden bringen kann, indem man Tränkharzlösung verwendet, denen
Harnstoff zugesetzt worden ist. Durch eine entsprechende Dosierung des Zusatzes
an Harnstoff, die sich leicht durch einige Proben ermitteln läßt, kann man die unerwünschte
violette Farbnuance gerade verdecken, ohne daß ein gelber Farbton entsteht.