DE2132925B2 - Verfahren zum herstellen verwerfungsfreier, dimensionsstabiler einseitig beschichteter planer werkstoffe - Google Patents

Verfahren zum herstellen verwerfungsfreier, dimensionsstabiler einseitig beschichteter planer werkstoffe

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DE2132925B2 DE19712132925 DE2132925A DE2132925B2 DE 2132925 B2 DE2132925 B2 DE 2132925B2 DE 19712132925 DE19712132925 DE 19712132925 DE 2132925 A DE2132925 A DE 2132925A DE 2132925 B2 DE2132925 B2 DE 2132925B2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von verwerfungsfreien, dimensionsstabilen, planen Werkstoffen in Form von Papierbahnen oder Platten, Tafeln oder Folien aus cellulosehaltigen! Material, die «inseitig mit einer, einen luftdichten Abschluß ergebenden Beschichtung versehen sind und die aufgrund der arteigenen physikalischen Eigenschaften des cellulosetialtigen Materials und der einseitig applizierten Beschichtung zum Verwerfen, Verziehen oder Verwölken neigen.
Werkstoffe aus cellulosehaltigen! Material sind, lobald sie einseitig beschichtet sind, nicht dimensions-Stabil, d. h., diese Werkstoffe verwerfen sich oder sie verziehen sich; plane Werkstoffe wölben sich oder verbiegen sich, mehr oder weniger in Abhängigkeit von tier Dicke der Platte. So haben beispielsweise Papierbahnen, Pappen, Hartfaserplatten aus Holzschliff ©der anderem cellulosehaltigen Material oder Vulkanfifcerplatten, die eine einseitige Beschichtung haben, die nachteilige Eigenschaft, sich je nach dem Luftfeuchtegelialt verschieden stark zu verwerfen. Diese störende, Unerwünschte Erscheinung erschwert in den meisten Fällen die Anwendung, Handhabung und vollständige Ausnutzung von beispielsweise Schleifbändern, Schmir-Jelpapier oder Schleifpapieren, sowie von selbstklebenen Folien oder selbstklebenden Tapeten. Hartfaserplatten aus Holzwerkstoff oder Cellulosemassen werden im Möbelbau, für Wohnwagen und im Karosserieinnenausbau verwendet. Sie dienen ferner als Baubestandteile im Fertighausbau. Bei Verwendung einseitig beschichteter Hartfaserplatten kann das deformierende Verhalten ein Verziehen bewirken und beispielsweise hieraus gefertigte Möbel oder Wohnwagen nach kurzer Zeit unansehnlich machen. Auch Befestigungsvorgänge, wie sie im Bauwesen angewendet werden, beispielsweise Kleben, Anheften oder Nageln, sind bei vorhandener Deformierung der einseitig beschichteten Hartfaserplatten nur mit erhöhten Kosten und besonderem Aufwand durchzuführen, ohne eine Garantie für Haltbarkeit daraus herleiten zu können Die einzig mögliche Gegenmaßnahme gegen das Verwerfen bestand bisher darin, solche Platten oder Papiere symmetrisch beidseitig in gleicher Weise zu beschichten. Dies ist in der Praxis aber fast nie zu verwirklichen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zu finden, nach dem diese nachteiligen Eigenschaften einseitig beschichteter Werkstoffe aus cellulosehaltigen! Material nicht mehr auftreten und diese dimensionsstabil bleiben.
Diese Aufgabe wurde überraschenderweise gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen verwerfungsfreier, dimensionsstabiler, einseitig beschichteter, planer Werkstoffe in Form von Papierbahnen oder Platten, Tafeln oder Folien aus cellulosehaltigen! Material, die einseitig mit einer den Werkstoff luftdicht abdeckenden, gegebenenfalls gehärteten Beschichtung aus üblichen anorganischen oder organischen Materialien oder mit aufgepreßten Folien versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß man unmittelbar vor oder nach dem Auftragen der einseitigen Beschichtung oder nach deren Erhärten oder vor oder nach der Rückbefeuchtung des Werkstoffes im Anschluß an einen Härtungsprozeß auf die nicht beschichtete Seite des Werkstoffes eine Lösung eines Silikonöls in organischem Lösungsmittel aufbringt und nach Eindringen in die Poren des Werkstoffes das Lösungsmittel verdampft.
Vorzugsweise sind solche Lösungsmittel geeignet, die hydrophil sind. Sie sind mindestens teilweise vorhanden.
In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens werden 1 bis 30 g/m2 einer 0,1- bis 50gewichtsprozentigen, vorzugsweise 3- bis 1 Ogewichtsprozentigen Silikonlösung aufgebracht.
Dimensionsstabil im Sinne dieser Erfindung soll bedeuten, daß die Werkstoffe aus cellulosehaltigen Materialien sich nicht verwerfen oder verziehen, daß sie sich nicht wölben, biegen oder verbiegen oder in irgendeiner anderen Weise ihre Form verändern, sobald sie die einseitige Beschichtung tragen.
Die einfach auszuführende erfindungsgemäße Nachbehandlung der nichtbeschichteten Seite des Werkstoffes erbrachte überraschenderweise eine vollständige, dauerhafte Ausschaltung der normalerweise vorhandenen deformativen Phänomene. Es war nämlich eine Verstärkung der Verwerfung oder Wölbung zu erwarten gewesen, da anzunehmen war, daß Silikonöle als schmierende und glättende Substanzen die internen, arteigenen Eigenschaften des porösen, cellulosehaltigen Werkstoffes im Sinne eines Weichmachers beeinflussen und somit die für Verwerfungen verantwortliche Differenz im physikalischen Verhalten der Beschichtung zur Werkstoffunterlage vergrößern.
Einseitig beschichtete Werkstoffe, wie Schleifbänder, Schmirgelpapiere und Schleifpapiere sowie Hartfaserplatten behielten aber im Gegenteil nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ihre Form bei und konnten wesentlich leichter und störungsfrei verwendet und verarbeitet werden. Auch Lagerungsversuche unter verschiedenen Bedingungen und über längere Zeiträume erbrachten eine permanente Dimensionsstabilität der beschichteten Werkstoffe, ohne die sonst auftretenden Verwerfungen und Veränderungen bei nichtbehandelten, einseitig beschichteten Werkstoffen. Es wurde ferner gefunden, daß ζ. B. die Oberfläche auch
wesentlich glatter und geschmeidiger wird.
Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Silikonöle sind Methyl-, Methylpoly-, Methylpbenyl- und Methylphenylpoly-Siloxane, wobei Organosubstituenien gleicher oder unterschiedlicher Art vorhanden sein können, wie z.B. Produkte mit Äthyl- und Methylhydrogen-Gruppen sowie solche organofunktio- nellen Gruppen wie z. B. JJ-Cyanoäthyl-, y-Cyanopro- pyl-, y-Trifluorpropyl-, <5-Aminobutyl- und Tetrachlor- phenyl-Gruppen. Man erhält Silikonöle nach bekannten Verfahren durch Hydrolyse von Chlorsilanen und anschließende Kondensation bzw. Polymerisation zu zyklischen oder linearen Polysiloxanen. Silikonöle sind klare, farblose, neutrale und fast geruchlose Flüssigkeiten, die Viskositäten zwischen 0,65 und 1000 000 Centistokes aufweisen und ein Molekulargewicht zwischen 600 und 400 000 besitzen. In der Fachliteratur werden diese Verbindungen eingehend beschrieben. So wird verwiesen auf das Buch »Einführung in die Chemie der Silikone« von Eugene G.Rochow, Verlag Chemie GmbH, Weinheim Bergstraße, 1952 und »Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie« Bd. 15, 1964, Seiten 778 bis 782.
Die Silikonöle sind in vielen organischen Lösungsmitteln, wie aliphatischen Kohlenwasserstoffen, aromatisehen Kohlenwasserstoffen, Estern, ferner Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, löslich. Vorzugsweise geeignet sind hydrophile Lösungsmittel, wie Alkohole, insbesondere Äthyl-, Propyl-, Butyl-, Isopropyl-, Isobutylalkohol, ferner Glykole, Glykolester, Glykoläther und Glyzerin. Als Beispiele seien genannt Methyl-, Äthyl-. Butyl-, Isobutyl-, Propyl-, Amylglykol. Methylglykolester, Äthylglykolester, Butylglykolester, Methyiglykolacetat, Äthylglykolacetat, Äthylcnglykol, Propylenglykol, Butyldiglykol und andere Polyglykole. Die Lösungsmittel können einzeln oder in Mischungen miteinander angewandt werden.
Das Aufbringen der Silikonöl'ösüng auf die nichtbeschichtete Seite der Werkstoffe erfolgt mit den üblichen Methoden, wie z. B. Aufbürsten, Aufgießen, Aufspritzen oder Aufwalzen. Es ist besonders vorteilhaft, solche Silikonöllösungen zu verwenden, die zwischen 0,1 und 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise jedoch zwischen 3 und 10 Gewichtsprozent Silikonöl enthalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist anwendbar auf allen Werkstoffen aus cellulosehaltigen Materialien, die einseitig beschichtet sind. Unter Werkstoffen aus cellulosehaltigen Materialien werden alle Werkstoffe verstanden, die cellulosehaltiges Material an der Außenfläche des Werkstoffes enthalten. Die planen Werkstoffe können jede beliebige Form haben, wie z. B. Platten, Tafeln, Folien. Zu den geeigneten Werkstoffen zählen Pappe, Papiere, Folien aus Cellulosematerial, Hartfaserplatten, Verbundplatten, Sperrholzplatten und Vulkanfiber.
Bei den einseitig beschichteten Werkstoffen handelt es sich um solche, die mit einer gegebenenfalls gehärteten Schicht überzogen sind, die den Werkstoff aus cellulosehaltigen! Material luftdicht von der umgebenden Atmosphäre abschließt. Dadurch kann die Atmung des cellulosehaltigen Materials sowie der Feuchtigkeitsaustausch bei verschiedenem Luftfeuchtegehalt nur nach der nichtbeschichteten Seite hin erfolgen.
Die einseitigen Beschichtungen, die einen luftdichten Abschluß dieser Seite von der umgebenden Atmosphäre gewährleistet, können anorganischer oder organischer Natur sein. So gehören hierzu beispielsweise Kunststoffe, wie Harnstoff-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd- oder Phenol-Formaldehyd-Harze, Alkydharze, Polyester, Polyamid, Epoxidverbindungen, Polyurethane, Polysulfide, Polybutadien, Chlorkautschuk, Polyäthylen, Polypropylen.
In die Kunststoffschichten können ferner Farbstoffe, harte Pulver verschiedener Feinheitsgrade und Pigmen te, wie z. B. Schmirgel, Quarzsand, Glaspulver, Karbide, Siliciumkarbid, Bimsstein, Aluminiumoxyde, Kieselgur oder Poliermittel, eingebettet sein.
Die Beschichtung kann ferner aus anorganischem Material, aus Wasserglas bestehen.
Das Herstellen solcher Beschichtungen erfolgt in bekannter Weise durch Aufwalzen, Aufspritzen oder Kalandrieren der Beschichtungsmittel aus Lösungen in organischen Lösungsmitteln oder aus wäßrigen Dispersionen; möglich ist aucn das Aufpressen von Folien. Anschließend wird in üblicher Weise getrocknet und gehärtet. Der Härtungsvorgang unterbleibt bei der Herstellung von Selbstklebefolien. Nachdem durch Einbrennen bei höheren Temperaturen üblicherweise bewirkten Härten der beschichteten Seite enthält der Werkstoff aus cellulosehaltigen! Material nur noch geringe Mengen Feuchtigkeit. Zur Herstellung des Gleichgewichtes der Luftfeuchtigkeit erfolgt anschließend an den Härtungsprozeß im allgemeinen eine Rückbefeuchtung durch Besprühen der nichtbeschichteten Seite mit Wasser.
In letzterem Falle erfolgt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Aufbringen der Silikonlösung vor oder nach der Rückbefeuchtung.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten, einseitig beschichteten Werkstoffe werden für vielseitige Anwendungsgebiete benötigt. So lassen sich ganz besonders Schleifpapiere, Schleifbänder in dimensionsstabiler Form herstellen. Auch Hartfaserplatten und Sperrholzplatten können ein erweitertes Einsatzgebiet in der Möbel-, Wohnwagen- und Bauindustrie finden. Auch Vulkanfiberplatten bleiben dimensionsstabil. Weitere Verwendungsgebiete sind die Behandlung von Selbstklebefolien, Selbstklebetapeten sowie von Briefmarken.
Die folgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren erläutern, aber nicht einschränken. Alle Prozentangaben beziehen sich auf Gewichtsprozent, alle Teile auf Gewichtsteile.
Beispiel 1
Ein Schleifband, das einseitig mit einem Phenolharz und den üblichen Schleifmitteln beschichtet ist, wird auf der nichtbeschichteten Seite mit einer Lösung von 5 Gewichtsteilen eines Silikonöles auf Basis eines Phenylmethylsiloxanes in Butylglykol behandelt. Es werden dabei mit Hilfe einer Walze zwischen 10 und 15 g/m2 aufgewalzt. Nach dem Abdunsten des Lösungsmittels und Trocknen wird ein geschmeidiges, glattes, verwerfungsfreies Schleifband erhalten, das seine Form dauernd beibehält.
Zum Vergleich wird ein gleiches, einseitig mit einem Phenolharz und den üblichen Schleifmitteln beschichtetes Schleifband, auf der nichtbeschichteten Seite durch Aufwalzen einer Mischung aus Butylglykol und Glyzerin (80:20) behandelt. Es werden dabei ebenfalls 10 bis 15 g/m2 aufgewalzt. Das nach dem Abdunsten erhaltene Schleifband behält nur vorübergehend seine glatte Form bei und beginnt nach kurzer Zeit sich wieder zu verwerfen.
Beispiel 2
Eine Hartfaserplatte, die einseitig mit einer Lackierung aus einem säurehärtenden Laci. in einer Schicht dicke von 50 bis 100 μηι bedeckt ist wird auf der Rückseite durch Aufwalzen einer Lösung aus 6 Teilen eines Silikonöles auf Basis eines Methylpolysiloxanes in einem Gemisch von Butylglykol und Glyzerin (80 :20) behandelt Es werden 15 bis 17 g/m2 aufgebracht. Es wird eine Hartfaserplatte erhalten, die ihre glatte Form beibehält und sich auch bei extremen Luftfeuchtigkeiten nicht mehr verwirft
Beispiel 3
Eine Papierbahn, die mit einem Phenolharz beschichtet ist, in dem Schmirgel eingebettet ist, und die eine Stärke von 1,2 mm aufweist, wird auf der nichtbeschichteten Seite mit einer Lösung aus 5 Gewichtsteilen eines Silikonöls in einer Mischung aus 60 Teilen Toluol, 15 Teilen Monoglykolbutyläther und 15 Teilen Isobutanol besprüht, so daß ca. 15 bis 17 g/m2 aufgebracht werden. Nach lOstündigem Trocknen bei 6O0C im Trockenschrank wurde die Dimensionsstabilität auch nach 6wöchiger Lagerung bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 80% ohne Veränderung beibehalten, während ein gleiches Muster, das nur mit der Lösungsmittelmischung ohne Silikonöl in gleicher Weise behandelt wurde, schon nach kurzer Lagerzeit starke Verwerfungen zeigte.
Beispiel 4
Auf die Rückseite einer mit einem Epoxidüberzug versehenen Hartfaserplatte wird unmittelbar nach dem Einbrennen des Epoxidüberzuges eine Lösung eines Silikonöles in einer Mischung aus 90% Testbenzin und 10% Butano! aufgewalzt. Es werden ca. 14 g/m2 der Silikonöllösung aufgebracht Nach dem Trocknen an der Luft wird die nichtbeschichtete Rückseite mit Wasser besprüht Die so behandelte Hartfaserplatte behalt ihre glatte, dimensionsstabile Form bei und zeigt keine Tendenz zu einer Wölbung.
Beispiel 5
Einseitig beschichtete Papiere, z. B. Briefmarken oder Tapeten, bei denen die Beschichtung aus einem Leimfilm besteht, werden auf der nichtbeschichtelen Seite
a) vordem Leimauftrag,
b) gleichzeitig mit dem Leimauftrag oder
κ, c) nach dem Leimauftrag
mit einer 8%igen Lösung eines Silikonöles auf Basis eines Methylpolysiloxanes in Butyldiglykol durch Aufstreichen behandelt. Die Auftragsmenge der Silikonöllösung richtet sich nach dem Papiergewicht und nach der Papierverdichtung und beträgt im Durchschnitt zwischen 5 und 30 g/m2. Nach dem Trocknen werden gummierte Papiere (Briefmarken oder Tapeten) erhalten, die sich nicht mehr wölben oder biegen.
Beispiel 6
Eine selbstklebende Grundier- oder Dekorfolie, bei denen der Träger aus mit Harnstoff-Formaldehyd- oder Melamin-Formaldehyd- oder Phenol-Formaldehyd-Harzen getränkten Papieren und die Selbstklebeschicht aus Melamin- oder Harnstoffharz besteht, wird wie unter Beispiel 2 angegeben mit der Silikonöllösung behandelt. Nach dem Trocknen verbiegen sich die selbstklebenden Folien nicht mehr und behalten ihre glatte Form dauerhaft bei.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen verwerfungsfreier, dimensionsstabiier, einseitig beschichteter planer Werkstoffe in Form von Papierbahnen oder Platten, Tafeln oder Folien aus cellulosehaltigen! Material, die einseitig mit einer, den Werkstoff luftdicht abdeckenden, gegebenenfalls geharieten Beschichtung aus üblichen anorganischen oder organischen Materialien oder mit aufgepreßten Folien versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß mar unmittelbar vor oder nach dem Auftragen der einseitigen Beschichtung oder nach deren Erhärten oder vor oder nach der Rückbefeuchtung des Werkstoffes im Anschluß an einen Härtungsprozeß auf die nicht beschichtete Seite des Werkstoffes eine Lösung eines Silikonöls in organischem Lösungsmittel aufbringt und nach Eindringen in die Poren des Werkstoffes das Lösungsmittel verdampft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als organisches Lösungsmittel ein hydrophiles Lösungsmittel allein oder im Gemisch mit anderen organischen Lösungsmitteln verwendet wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man 1 bis 30 g/ni2 einer 0,1- bis 50gewichtsprozentigen, vorzugsweise 3- bis lOgewichtsprozentigen Silikonlösung aufbringt.
30
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