DE2250991A1 - Verfahren zur herstellung von mit haertbaren aminoplastharzvorkondensaten behandelten traegerbahnen fuer die oberflaechenbeschichtung - Google Patents

Verfahren zur herstellung von mit haertbaren aminoplastharzvorkondensaten behandelten traegerbahnen fuer die oberflaechenbeschichtung

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Description

22bO991
Th. Goldschmidt AG, Essen
Verfahren zur Herstellung von mit härtbaren Aininoplastharzvorkondensaten behandelten Trägerbahnen für die Oberflächenbeschichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit wäßrigen Lösungen von härtbaren Aminoplastharzvorkondensaten getränkten und gegebenenfalls beschichteten Trägerbahnen für die vergütende Oberflächenbeschichtung von Platten, insbesondere aus Holzwerkstoffen.
Es ist bekannt, Trägerbahnen, vorzugsweise Papierbahnen, mit Lösungen von wärmehärtbaren Amxnoplastharzvorkondensaten zu tränken und gegebenenfalls zu beschichten. Lösungsmittel ist in der Regel Wasser, die Konzentration von Festharz in der Lösung kann zwischen etwa 30 und 70 Gew.-% schwanken. Als Aminoplastharzvorkondensate werden Melamin- oder Harnstofformaldehydvorkondensate bzw. Mischungen solcher Vorkondensate verwendet. Aus der Fülle der Literatur des Standes der Technik sei nur als Beispiel die deutsche Patent-
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schrift 1 053 303 genannt. Die so erhaltenen Verfahrensprodukte werden häufig auch als "Filme" bezeichnet.
Derartige mit härtbaren Kunstharzen versehene Trägerbahnen werden entweder zur Herstellung von Schichtstoffen oder zur oberflächenvergütenden Beschichtung von flächigen Werkstoffen, wie z.B. Spanplatten, Faserplatten oder Sperrholzplatten, verwendet.
Die Beschichtung derartiger Platten mit solchen härtbares Aminoplastharz aufweisenden Trägern erfolgt in geeigneten Pressen, d.h. durch Anwendung von Druck bei gleichzeitig erhöhter Temperatur unter Einhaltung einer bestimmten Preßzeit.
Es hat sich als notwendig erwiesen, den Lösungen der härtbaren Aminoplastharzvorkondensate Zusatzstoffe zuzugeben, die die Eigenschaften der Harze vor oder beim Aushärten beeinflussen. Beispiele derartiger Zusatzstoffe sind Netzmittel, um eine gute Benetzung der Trägerbahnen zu erzielen, Härter, um eine schnelle und spannungsrißfrexe Aushärtung der Vorkondensate zu erreichen, und Trennmittel, um eine schadlose Trennung der beschichteten Werkstoffplatten filmseitig vom Preßblech nach dem Preßvorgang zu bewirken und sicherzustellen.
Diese Zusatzstoffe sind dadurch von besonderer Wichtigkeit geworden, da die technologische Entwicklung einerseits und
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die Weiterentwicklung der Aminoplastharzyorkondensate> nicht zuletzt auf Grund der Zusatzstoffe, andererseits es ermöglicht, in relativ kurzen Zeiten den Beschichtungsvorgang durchzuführen. Derartige Verpressungen werden in sogenannten Kurztaktpressen durchgeführt. Es ist verständlich, daß hierbei die Aminoplastharzvorkondensate einerseits zwar schnell aushärten, andererseits aber noch so fließen müssen, daß sie eine geschlossene Oberfläche ergeben.
Es ist daher wünschenswert, solche Zusatzstoffe aufzufinden, die bereits bei kleinen Mengen wirksam sind und sowohl mit dem Aminoplastharzvorkondensat und gegebenenfalls den anderen Zusätzen verträglich sind. Dabei ist es besonders wünschenswert, als Zusatzstoffe Verbindungen oder Verbindungsgemische zu finden, welche eine Mehrzahl von günstigen Eigenschaften, bezogen auf die Anwendungstechnik der harzimprägnierten Trägerbahnen, aufweisen.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist deshalb ein Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Lösungen der Aminoplastharzvorkondensate 0,05 bis 3 Gew.-% (bezogen auf Festharz) Äthylenglykol- oder Propylenglykolfettsäureester zusetzt.
Die erfindungsgemäß den Lösungen der Aminoplastharzvorkondensate zugesetzten Äthylenglykol- oder Propylengiykolfett-
säureester sind optimale Vergütungsmittel und verleihen 4098 18/0994 -
sowohl den Kunstharzlösungen bei ihrer Verarbeitung wie auch den mit härtbaren Kunstharzen beschichteten Trägerbahnen als Halbfertigfabrikate wie auch den ausgehärteten Oberflächen besondere Eigenschaften.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die mit wäßrigen Vorkondensaten getränkten und gegebenenfalls beschichteten Trägerbahnen im beheizten Trockenkanal bei Erzielung gleicher Gehalte an flüchtigen Bestandteilen höheren Temperaturen ausgesetzt und damit schneller getrocknet und somit schneller hergestellt werden können.
Die erfindungsgemäß hergestellten Trägerbahnen weisen im Vergleich zu üblichen Trägerbahnen eine wesentlich glattere Oberfläche auf. Trägerbahnen, die mit gleichen Tränkharzen, jedoch ohne den Zusatz an Äthylenglykol- oder Propylenglykolfettsäureester getränkt bzw. beschichtet werden, zeigen eine schorfige Oberfläche und stauben deshalb bei der Aufrollung bzw. bei der Zwischenbearbeitung. Diese ungleichmäßige Oberfläche kann bei der Endverarbeitung, nämlich bei der Verpressung, Anlaß zu Porenbildungen oder Oberflächenstörungen in der Beschichtungsoberflache geben.
Die erfindungsgemäß hergestellten Verfahrensprodukte zeigen eine verringerte elektrostatische Aufladung, so daß solche
Filme weder stauben noch verstauben, was bei der Lagerung, 409818/0994
Zwischehbearbeifcung, wie z.B. Aufrollung, Umrollung und Schneiden in Formate, sowie bei der eigentlichen Verarbeitung in der Presse von Wichtigkeit ist.
Die Verfahrensprodukte besitzen ferner ein besseres Gleitvermögen. Dies ist bei der Zwischenverarbeitung, z.B. beim Formatschneiden von Filmen und Ablegen, sowie bei der Verarbeitung der hierbei anfallenden Formate von besonderem Vorteil, da der Reibungswiderstand der einzelnen Filmformate gegenseitig wesentlich verringert und so ein schnelleres Arbeiten in staubfreier Weise gewährleistet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auch den Einsatz von Papieren geringerer Qualität als Trägerbahnen und insbesondere solcher, die bezüglich ihrer Porosität nicht voll befriedigen. Die Verfahrensprodukte zeigen dennoch beim Imprägnieren und Beschichten sowie in der ausgehärteten . Oberfläche nach dem Preßvorgang geschlossene Oberflächen. Vermutlich wird dies dadurch bedingt, daß die Alkylenglykolfettsäureester enthaltenden Vorkondensate beim Preßvorgang, also unter Einwirkung von Temperatur und Druck, besser fließen als Harz ohne den erfindungsgemäßen Zusatz.
Die erfindungsgemäß zugesetzten Äthylenglykol- oder Propylenglykolfettsäureester sind gleichzeitig ausgezeichnete interne Trennmittel, so daß die erfindungsgemäß erhaltenen Verfahrensprodukte auch in Kurztaktpressen verarbeitet werden
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können und nach der hierbei erforderlichen schnellen Aushärtung sich einwandfrei vom Preßblech abtrennen lassen.
Durch den Zusatz der Alkylenglykolfettsäureester ist es möglich, sogenannte Kunststoffurnierfilme, d.h. kunstharzgetränkte Trägerbahnen, welche mit einem Holzdekor bedruckt sind, herzustellen. Diese sogenannten Kunststoffurnierfilme fallen bei der Trocknung bereits in auskondensierter Form an und werden auf die Werkstoffplatten aufgeleimt. Durch den Zusatz der Alkylenglykolfettsäureester sind diese Kunststof furnierfilme porenfrei und verleihen einen Fertigeffekt, so daß sich eine zusätzliche Lackierung bzw. die Verwendung von lack- oder fertigetfektbildenden Substanzen bei der Imprägnierung bzw. Beschichtung erübrigt.
Die erfindungsgemäß zuzusetzenden Alkylenglykolfettsäureester zeigen die Summe der vorgenannten Eigenschaften um so ausgeprägter, je kleiner der Alkylenglykolrest im Verhältnis zum Fettacylanteil ist und je höhermolekular die Fettacylgruppen sind.
Gegenstand der Erfindung ist deshalb der Zusatz von Äthylenglykol- oder Propylenglykolfettsaureestern, und zwar insbesondere von Äthylenglykoldistearat oder 1,2-Propylenglykolmono-di-stearat, d.h. eines Gemisches aus 1,2-Propylenglykolmonostearat mit 1,2-Propylenglykoldistearat.
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Da die Verbindungen in wäßrigen Lösungen von Aminoplastharzvorkondensaten praktisch nicht löslich sind, ist es zweckmäßig, diese Zusätze in Form einer wäßrigen Dispersion der Harzlösung zuzusetzen. Solche Dispersionen lassen sich in einfacher Weise unter Verwendung nichtionogener Oxalkylierungsprodukte partieller Fettsäureester mehrwertiger Alkohole herstellen. Beispiel eines solchen Produktes ist PoIyoxyalkylenglycerinmonostearat im Gemisch mit Polyoxyalkylenglycerindistearat. Es ist jedem Fachmann klar, daß der Poly-
oxyalkylenrest in solchen Verbindungen innerhalb bestimmter Grenzen liegen muß, die durch einen HLB-Wert gegeben sind, um stabile Dispersionen zu erhalten.
Das Eintreten der durch das erfindungsgemäße Verfahren verursachten Wirkungen war für den Fachmann überraschend, da andere Fettsäureesterverbindungen, wie partielle Glycerinfettsäureester, Glycerintrifettsäureester, Oxalkylierungsprodukte von partiellen Fettsäureestern drei- oder mehrwertiger Alkohole, diese Eigenschaften in weitaus geringerem Maße oder gar nicht aufweisen. Diese Verbindungen erlauben weder die Anwendung hoher Temperaturen bei der Trocknung noch zeigen sie entsprechende Trenn- und Gleitwirkung noch entsprechende Verringerung der elektrostatischen Aufladung.
Die Verwendung von Melamin-, Guanidin- und Ammoniumstearaten sowie Metallseifen, wie z.B. von Zink- und Calciumstearaten, bringt vielfach sogar nachteilige Eigenschaften. Die er-
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findungsgemäß zuzusetzenden Äthylenglykol- oder Propylenglykolfetteäureester lassen sich in Dispersionsform leicht in die Tränkharze einrühren.
Wie bereits als erfindungskennzeichnend ausgeführt worden ist, liegt die günstigste Anwendungskonzentration »riechen 0,05 bis 3 Gew.-% der Ester, bezogen auf Feetharz.
Erfolgt, die Beharrung der Trägerbahnen durch eine Doppeltränkung; so empfiehlt es sich, die erfindungsgemäß zuzusetzenden Älkylenglykolfettaäureester dem zweiten Harz,
also dem Beschichtungsharz, zuzugeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll an Hand der folgenden Beispiele noch näher erläutert werden.
Beispiel 1
In einer Isaprägnieranlage wurde ein Edel zellstoff papier mit einem Flächengewicht von 80 g/m mit einem Aminoplastharz imprägniertο Das so imprägnierte Papier wurde nach Zwischentrocknung im Tauchtränkverfahren mit einem Melarainkondensationsharz, das durch Umsetzung von Melamin und Formaldehyd (30 %ig) im Molverhältnis 1 : 2,2 hergestellt wurde und neben Härter- und Netzmittelzusatz 10 % einer 5,33 %igen wäßrigen Xthylenglykoldistearat-Dispersion enthielt, in einem Arbeits-
gang auf ein Endgewicht, von 200 g/m beschichtet.
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Das eingesetzte Äthylenglykoldist-earat wurde .In bekannter Weise durch Veresterung von ÄthylenglykoX mit einem Fettsäuregemisch nachstehender Zusammensetzung hergestellts.
Caprylsäure < 0,1 %
Caprinsäure 0,3 %
Laurinsäure 1,9 i
Pentadecansäure 0,3 %
Palmitinsäure 42,3 %
ungesättigte Fettsäuren 0,4 %
Margarin s äure 1,7 %
Stearinsäure 52,4 Ι
Arachins äure Ο,7 %
Der so gewonnene Film zeigte ©Ine glatte Oberfläche«. Die Filmgeschwindigkeit betrug 27 ι pro Minute«, Der Oberflächen-
widerstand dieses Filmes betrug 1,2 » 10 MÜ» Der durchgeführte Äschetest, der durch Auflegen eines dreimal leicht mit Cellulosepapier geriebenen Filmstlekes auf eine zu etwa einem Viertel mit Zigarrenasehe gefüllten, runden Glassdhtale vorgenommen wurde, zeigte praktisch keine Verstaubung des Prüffilmes.
Die erhöhte Gleitwirkung des Filmes wurde wie folgt bestimmt: Der zu prüfende Film wurde auf eine schiefe Ebene mit unterschiedlich einstellbarem Neigungswinkel mit Hilfe eines
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Haftklebers fixiert. Durch Auflage eines 1 kg-Gewichtstückes, bei dem an der Auflagefläche ebenfalls der gleiche Film mittels Haftkleber fixiert wurde, wurde ein Abgleiten des Gewichtstückes bei einem Gleitwinkel von 4 ermittelt.
Bei Verpressung des zu prüfenden Filmes auf eine Spanplatte unter Kurztakt-Bedingungen
Preßblechtemperatur:, 160 C
Preßdruck; 18 kp/cm2
Preßzeit s 60 see.
wurde, wie ein durchgeführter Graphittest zeigte t eine geschlossene und porenfreie Beschichtungsoberflache erzielt.
Herstellung einer 5,33 %igen wäßrigen Äthylenglykoldistearat-Dispersion
16 g Äthylenglykoldistearat und 4 g Polyoxyäthylenglycerinmono-di-stearat (55 % Mono- und 45 % Diester) werden in einem 250 ml-Becherglas durch Erhitzen aufgeschmolzen und auf ca. 80 C unter Rühren erwärmt. Ferner werden in einem 600 ml-Becherglas 280 ml Wasser ebenfalls auf ca. 80 C erwärmt. Dann wird die ca. 80 C warme Schmelze unter Rühren in das 80°C warme Wasser gegeben. Die hierbei erhaltene Dispersion wird auf mindestens 40 C kaltgerührt.
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. Vergleichsversuch
Das gleiche Edelzellstoffpapier wurde in der eben beschriebenen Weise in der gleichen Imprägnieranlage imprägniert unä nach Zwischentrocknung durch Tauchtränkung mit einem analogen Melaminkondensationsharz, das anstelle von Äthylenglykoldistearat einen Zusatz einer handelsüblichen als Trennmittel
geeigneten Mineralölemulsion enthielt? in einem Arbeitsgang beschichtet.
Der so gewonnene Film konnte im mehrsonigen Schwebetrockner lediglich bei einer Umlufttemperatur von 130 - I45°C ge=
trocknet und vorkondensiert werden» Hierbei trat ein Schäumen der Filmoberfläche auf, so daß der so gewonnene Film eine
schorfige Oberfläche aufwies„
Die Filmgeschwindigkeit betrug 18 m pro Minuteo Der Ober-= . flächenwiderstand des so gewonnenen Vergleiehsfilaies feetrug
> 10 ΜΩ. Der durchgeführte Aschetest zeigte eine starke
Verstaubung des Vergleichs fumes,= Der Gleitwinkel des ¥@r=
gleichsfilmes, bei dem ein Äbgleltea äes Gewichtetäckes erfolgte, betrug 27°.
Der Vergleichs film wurde in analoger Weise lanter Kurztakt-Bedingungen verpreßts
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Preßblechtemperatur: 16O°C
Preßdruck: 18 kp/cm
Preßzeit: 60 sec.
Beim öffnen der Presse stellte sich ein leichtes Kleben der kaschierten Spanplatte filmseitig am Preßblech ein.
Die durch den Preßvorgang erhaltene Beschichtungsoberflache wies, wie durch einen Graphittest gezeigt werden konnte/
Poren auf.
Beispiel 2
Ein Edelzellstoffpapier mit einem Flächengewicht von
2
80 g/m wurde in der unter Beispiel 1 beschriebenen Weise imprägniert, zwischengetrocknet und beschichtet.
Das analoge Beschichtungsharz enthielt anstelle von Äthylenglykoldistearat 10 % einer 5,33 %igen wäßrigen 1,2-Propylenglykol-mono-di-stearat-Dispersion (55 % Mono- und 45 % Diester).
Das eingesetzte 1,2-Propylenglykol-mono-di-stearat wurde in bekannter Weise durch Veresterung von 1,2-Propylenglykol mit einem Fettsäuregemisch der in Beispiel 1 angegebenen Zusammensetzung hergestellt.
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Der so gewonnene Film wurde in einem mehrzonigen Sehwebetrockner bei einer Umlufttemperatur von 1600C getrocknet und vorkondensiert. Hierbei trat kein Schäumen der Filmoberfläche auf. Der so gewonnene Film wies eine glatte Oberfläche auf. Die Filmgeschwindigkeit betrug 27 ra pro Minute, Der Gleitwinkel, der in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise gemessen wurde, betrug 20 . Der durchgeführte. Asehetest zeigte eine leichte Verstaubung.
Die Herstellung der 5,33 %igen wäßrigen 1,2-Propylenglykolmano-di-stearat-Dispersion erfolgte analog wie in Beispiel 1 beschrieben, wobei lediglich, anstelle von Äthylenglykoldistearat 1,2-Propylenglykol-mono-di^stearat eingesetzt wurde.
Beispiel 3
Ein mit einem Holzmuster bedrucktes Edelzellstoffpapier mit
einem Flächengewicht von 80 g/m wurde mit einem Harnstoffkondensationsharz, das durch Umsetzung von Harnstoff und Formaldehyd (3? %ig) im Molverhältnis 1 : X1S hergestellt wurde, in einer Imprägnieranlage imprägniert.
Der so gewonnene Film wurde nach Zwischentrocknung dekorseitig im Walzenauftragsverfahren mit einem Melaminkondensationsharz, das durch Umsetzung von Melamin mit Formaldehyd (30 %ig) im Molverhältnis 1 : 2,2 bis zu einem Trübungspunkt von 1 : 1,5 erhalten wurde und neben Härter- und Netzmittel-
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zusatz 6 % einer 5,33 !igen wäßrigen Äthylenglykoldistearat-Dispersion enthielt, in einem Arbeitsgang bis zu einem End-
gewicht von 160 g/m beschichtet. Der so gewonnene Film wurde im Schwebetrockner bei einer Umlufttemperatur von 160 C getrocknet und auskondensiert.
Der so hergestellte Kunststoffurnierfilm weist auf der Dekorseite eine glatte, geschlossene Oberfläche auf. Nach Aufkleben dieses Filmes mit Hilfe eines Flüssigklebers bei einem
2 Preß- bzw. Auflagedruck von 5 kp/cm , einer Preßtemperatur von 140 C und einer Preßzeit von 30 see. auf eine Spanplatte wurde ein Kunststoffurnier mit glatter, porenfreier Oberfläche mit Fertigeffekt erhalten.
Vergleichsversuch
Es wurde in analoger Weise ein Vergleichskunststoffurnierfilm hergestellt, wobei lediglich bei der zweiten Tränkung im Walzenauftragsverfahren das Tränkharz Äthylenglykoldistearat nicht enthielt.
Der so hergestellte Kunststoffurnierfilm weist eine schorfige, nicht geschlossene Oberfläche auf. Nach Aufkleben des Filmes mit Hilfe eines Flüssigklebers in analoger Weise auf eine Spanplatte wurde ein Kunststoffurnier mit nicht glatter, porenaufweisender Oberfläche - somit ohne Fertigeffekt - erzielt.
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Claims (3)

- US - fS Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von mit wäßrigen Lösungen von härtbaren Aminoplastharzvorkondensaten getränkten und gegebenenfalls beschichteten Trägerbahnen für die vergütende Oberflächenbeschichtung von Platten, insbesondere aus Holzwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man den Lösungen der Aminoplastharzvorkondensate 0,05 bis 3 Gew.-% (bezogen auf Festharz) Äthylenglykol- oder Propylenglykolfettsaureester zusetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Äthylenglykol- oder Propylenglykolfettsaureester in Form einer wäßrigen Dispersion zusetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Äthylenglykoldistearat oder 1,2-Propylenglykolmono-di-steafat zusetzt.
DE19722250991 1972-10-18 1972-10-18 Verfahren zur Herstellung von mit härtbaren Aminoplastharzvorkondensaten behandelten Trägerbahnen für die Oberflächenbeschichtung Expired DE2250991C3 (de)

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