DE2309334C3 - Verfahren zur Herstellung von Melaminharzfolien für die Beschichtung von Holzwerkstoffen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Melaminharzfolien für die Beschichtung von Holzwerkstoffen

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DE2309334C3
DE2309334C3 DE19732309334 DE2309334A DE2309334C3 DE 2309334 C3 DE2309334 C3 DE 2309334C3 DE 19732309334 DE19732309334 DE 19732309334 DE 2309334 A DE2309334 A DE 2309334A DE 2309334 C3 DE2309334 C3 DE 2309334C3
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Description

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In der Möbelindustrie werden Melaminharzfolien zum Beschichten von Holzspan-, Hartfaser-, Sperrholzplatten und anderer Holzwerkstoffe verwendet.
Die Melaminharzfolien werden dadurch hergestellt, daß eine Papierbahn, eine Cellulosevlies- oder Gewebebahn mit einer wäßrigen Lösung eines Melaminharzes imprägniert und anschließend getrocknet wird. Die so hergestellten Melaminharzfolien werden unter Verwendung eines Verleimungsmaterials und unter Hitze- und Druckeinwirkung auf die Holzwerkstoffe aufgepreßt.
Als Verleimungsmaterial werden gewöhnlich mit Cellulosemehl gefüllte Harnstoffharze, Melaminharze und/oder Verschnitte derselben sowie sogenannte Kaltleime auf Polyvinylacetat-Dispersionsbasis verwendet.
Die Melaminharzfolien können aber auch mit einem Leimaufstrich auf Basis Harnstoffharz, Melaminharz und Polyvinylacetat-Dispersion oder Mischungen der einzelnen Rohstoffe versehen werden und können dann als sogenannte Selbstklebefolien verarbeitet werden.
Die mit den Melaminharzfolien kaschierten Holzwerkstoffe erhalten einen Lackauftrag mil Polyester-, Nitro- oder säurehärtenden Lacken. 6S
Die mit den bisherigen verwendeten Melaminharzen hergestellten Melaminharzfolien waren für manche Verwendungszwecke nicht ausreichend elastisch und wasserfest. Es war zwar bekannt, daß die Elastizität und damit der Biegeradius verbessert werden können, wenn dem Melaminharz gewisse Modifizierungsmittel, wie z.B. Glykole, zugesetzt werden. Mit der dadurch bewirkten Elastizitätsverbesserung ist jedoch eine Verschlechterung der Wasserfestigkeit verbunden, εο daß die Melaminharzfolien für manche Anwendungszwecke, z. B. Umleimer für Küchentische, in ihren Eigenschaften nicht befriedigten.
Bei einem bekannten Verfahren (DT-AS 12 56 529) zur Herstellung von zur Oberflächenveredlung von flächigen Werkstoffen geeigneten, mit Melamin-Formaldehyd-Vorkondensaten getränkten Papieren, wird zur Tränkung eine wäßrige Lösung von freiem Melamin und solchen Methylolmelaminen benutzt, die keine papierchromatografisch nachweisbaren Oligomeren enthalten. Kantenmaterial, z. B. für Kantenleirr.er, das nach diesem Verfahren hergestellt wurde, zeigt jedoch keine ausreichende Biegefestigkeit und besitzt zudem eine zu große Wasseraufnahme. Kantenmaterial, das mit unveräthertem Melaminformaldehydharz hergestellt wird, besitzt im übrigen darüber hinaus keine voll befriedigenden mechanischen Eigenschaften. Bei einem anderen bekannten Verfahren zur Herstellung von Melaminharzfolien (DT-AS 12 87 040) wird ein Rohpapier mit einer bestimmten Dichte und einer bestimmten vorgeschriebenen Luftdurchlässigkeit mit in organischen Lösungsmitteln gelösten härtbaren Aminoplastharzen oder deren Vorkondensaten, wobei auch verätherte Melaminharze als besonders vorteilhaft angegeben werden, getränkt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist der Zwang, ein bestimmtes Papier verwenden und die Tränkung aus organischer Lösung vornehmen zu müssen. Im Gegensatz hierzu kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch aus rein wäßriger Lösung gearbeitet werden, und es werden monomere Melaminäther eingesetzt. Es war überraschend, daß bei einer solchen Arbeitsweise keine Versprödung der fertigen Produkte durch zu starkes Eindringen der Lösungen in die Cellulosefasern eintritt, sondern im Gegenteil Produkte mit hoher Biegefestigkeit, Bruckbelastung und hoher Wasserfestigkeit erhalten werden.
Nach der vorliegenden Erfindung können Melaminharzfolien mit guter Elastizität bei gleichzeitiger günstiger Wasserfestigkeit und Lackhaftung hergestellt werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Melaminharzfolien für die Beschichtung von Holzwerkstoffen durch Imprägnieren von Papier, Cellulosevlies oder -gewebe mit einer Melaminharzlösung und anschließendem Trocknen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung mit Lösungen von monomeren Dimethylolmelaminmono- und/oder -dimethyläthern und/ oder Trimethylolmelaminmono und/oder -di- und/oder trimethyläther vorgenommen wird und dabei 20 bis 45, vorzugsweise 35 bis 40 Gew.-% der Methylolmelaminäther, bezogen auf das Endgewichi; der trockenen Folie, aufgebracht werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können beispielsweise 80 bis 350 g/m2 schwere Papiere, Cellulosevliese und -gewebe eingesetzt werden, die wie üblich, zweckmäßigerweise in Bahnen verarbeitet werden.
Das Papier, das Cellulosevlies oder -gewebe, wird mit einer Lösung des monomeren Dimethylolmelaminmonomethyläthers, Dimethylolmelamindimethyläthers,
Trimethylolmelaminmonomethyläthers, Trimethylolmelamindimethyläthers oder Trimethylolmelamintrimethyläthers oder einem Gemisch dieser Äther imprägniert
Die vorgenannten Äther oder ein Gemisch dieser Äther können in Wasser oder in einem geeigneten organischen Lösungsmittel gelöst zur Anwendung kommen. Geeignete organische Lösungsmittel sind beispielsweise aromatische Kohlenwasserstoffe wie z. B. Benzo), niedere Ketone wie z. B. Aceton oder Methyläthylketon, Säureamide wie z. B. Dimethylformamid, insbesondere jedoch niedere Alkohole mit 1 bis 4 C-Atomen, wie z. B. Methanol, Isopropanol oder Isobutanol. Auch Gemische verschiedener Lösungsmittel, z. D. Wasser-Alkohol-Gemische, können verwendet werden.
Die Imprägnierung des Papieres, des Cellulosevlieses oder -gewebes mit Lösungen der Äther, in organischen Lösungsmitteln oder in Gemischen von Wasser und wassermischbaren organischen Lösungsmitteln ist zumeist besonders vorteilhaft, da solche Lösungen niedere Oberflächenspannungen besitzen und daher leicht und tief in das zu imprägnierende Material eindringen. Lösungen der Äther in den genannten Alkoholen mit 1 bis 4 C-Atomen oder deren Mischungen mit Wasser verhalten sich hierbei besonders günstig.
Die Imprägnierung erfolgt in an sich bekannter Weise, z. B. durch Tauchen, Aufsprühen, Aufstreichen, Aufwalzen. Anschließend wird getrocknet, zweckmäßigerweise bei Temperaturen von 130 bis 1800C auf einen Restfeuchtegehalt von 1 bis 2 Gew.-%. Die Imprägnierung wird so vorgenommen, daß 20 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 35 bis 40 Gew.-% Methylolmelaminäther, d. h. harzbildende Komponente, bezogen auf das Folienendgewicht, aufgebracht werden.
Es ist zur Aushärtung zweckmäßig, Methylolmelaminätherlösungen zu verwenden, die 0,1 bis 5 Gew.-% (bezogen auf Festsubstanz der harzbildenden Komponente) einer sauer reagierenden Verbindung, wie z. B. alkoholische Salzsäure, p-Toluolsulfonsäure oder Ammonchlorid, zugesetzt enthalten. Zur weiteren Verbesserung der Wasserfestigkeit kann die Methylolmelaminätherlösung zusätzlich 1 bis 5 Gew.-% (bezogen auf Festsubstanz der harzbildenden Komponente) o- und/oder p-Toluolsulfonamid zugesetzt enthalten. Zur Erzielung eines hohen Glanzes der fertig aufkaschierten Melaminharzfolie kann der Harzlösung auch eine Polyvinylacetat-Dispersion zugesetzt werden.
Die benötigten Äther des Dimethylol- bzw. Trimethylolmelamins können durch Verätherung von Dimethylolrnelamin bzw. Trimethylolmelamin mit Methanol hergestellt werden. Bei der Verätherung wird ein saurer Katalysator, beispielsweise Schwefelsäure oder Chlorwasserstoffgas zugesetzt. Arbeitet man bei der Verätherung wasserfrei, dann erhält man aus Dimethylolmelamin den Dimethylolmelamindimethyläther und aus Trimethylolmelamin den Trimethylolmelamintrimethyläther. Führt man die Verätherung unter Zusatz von Wasser durch, dann erhält man je nach der Menge des zugesetzten Wassers die entsprechenden Mono- bzw. Diilther. Es ist für das erfindungsgemäße Verfahren unwesentlich, daß die verwendeten Äther, z. B. der Trimethyiolmeiäiiiindinieihy'iäthcr, bei dieser Art der Verätherung wahrscheinlich nicht als einheitliche Substanzen, sondern als ein Gemisch verschiedener Äther anfallen. Die so hergestellten Mono- und Dimethyläther des Tri- bzw. Dimethylolmelamins bzw. derTrimethylolmelamhtrimethyläther sind wasserlösliche monomere Substanzen. Einzelheiten zu der Herstellung der Äther sind in den Beispielen enthalten. In Jen nachfolgenden Beispielen erfolgen die Temperaturangaben in "Celcius, Prozente sind in Gewichtsprozenten und Teile sind in Gewichtsteilen angegeben.
Beispiel 1
In 60 kg Wasser werden
40 kg Trimethylolmelamintrimethyläther,
2 kg 15%ige alkoholische Salzsäure
eingetragen.
In dieser Lösung wird ein ca. 120 g/m2 schweres aus Cellulose hergestelltes Dekorpapier imprägniert und bei einer Temperatur von 1700C auf einen Harzanteil von 35 bis 38%, bezogen auf Papierendgewicht, und einen Restfeuchtegehalt von 2% imprägniert und getrocknet. Die so hergestellte Melaminharzfolie kann unter Verwendung von Naßleim, bestehend aus
100 Tln.Harnstoffharz,
:>01 ln.Cellulosemehl,
1 bis 2 Tln.Ammoniumchlorid,
auf eine Holzspanplatte aufgepreßt werden. Der Naßleimaufstrich betrug 120 g/m2. Verpreßt wurde bei einer Temperatur von 160<°C, einem Preßdruck von 6kp/cm;! und einer Standzeit von 120 Sek. Nach dem HeißentFormen und Abkühlen des Werkstoffes an der L uft erfolgte die Lackierung mit einem handelsüblichen Polyesterlack.
Die Bestimmung des Restfeuchtegehaltes erfolgte durch Differenzwägungen nach einem 5 Minuten langen Trocknen bei 1600C.
Der Trimethylolmelamintrimethyläther kann folgendermaßen hergestellt werden:
Ein Gemisch von 100 Gewichtsteilen Trimethylolmelamin und 200 Gewichtsteilen trockenem Methanoi wird auf eine Temperatur von +50C abgekühlt. Unter Rühren wird dann bei dieser Temperatur getrocknetes Chlorwasserstoffgas bis zur Sättigung eingeleitet, wobei das Trimethylolmelamin klar in Lösung geht. Das Reaktionsgemisch wird dann vorsichtig mit Natriummethylat bis zu einem pH-Wert von 8 bis 9 versetzt, wobei die Temperatur nicht über 200C steigen soll. Ausgefallenes Natriumchlorid wird abfiltriert und die Lösung bei Temperaturen unter 200C eingeengt. Weiteres zunächst noch ausfallendes Natriumchlorid wird ebenfalls abgetrennt. Die Einengung wird so lange fortgesetzt, bis ein dicker Sirup zurückbleibt Beim Stehenlassen kristallisiert der Trimethylolmelamintrimethyläther in weißen Kristallen aus.
Beispiel 2
In 65 kg Wasser wurden
35 !leg Dimethylolmelamindimethyläther und
0,35 kg p-Toluolsulfosäure eingetragen.
In dieser Lösung wurde ein 80 g/m2 schweres Dekorpapier auf einen Harzanteil von 35% imprägniert und bei 18O0C auf einen Restfeuchtegehalt von 1% getrocknet.
In einem zweiten Auftragswerk erhielt diese MeIaminharüfolie einen Leimaufstrich, bestehend aus
70 Teilen handelsübliche, 55%ige wäßrige Melaminharz-Lösung
30 Teilen Polyvinylacetat-Dispcrsion
0,1 Teil Ammoniumchlorid.
Der Rückseitenleimauftrag betrug ca. 40 g/m2 (Festharz). Der Gesamt-Restfeuchtegehalt der Folie betrug nach der abermaligenTrocknung ca. 2,5%. Diese Folie wurde bei 1400C und einem Druck von 8 kp/cm2 und einer Preßzeit von 3 Minuten auf eine Holzspanplatte aufgepreßt. Die weitere Verarbeitung erfolgte gemäß Beispiel 1.
Der Dimethylolmelamindimethyläther kann gemäß der in Beispiel 1 angegebenen Herstellungsvorschrift für Trimethylolmelamintrimethyläther hergestellt werden, ij wenn anstelle von Trimethylolmelami.i Dimethylolmelamin eingesetzt wird.
20
Beispiel 3
In 25 kg Wasser und 35 kg Isopropylalkohol wurden
40 kgTrimethylolmelamintrimethyläther,
2,5 kgl5%ige alkoholische Salzsäure
nacheinander eingetragen.
In dieser Lösung wurde eine ca. 250 g/m2 schwere Celluloseträgerbahn auf einen Harzanteil von 25% imprägniert und bei 1300C auf einen Restfeuchtegehalt von weniger als 1 % getrocknet.
Die Melaminharzfolie erhielt anschließend einen Lackaufstrich eines säurehärtenden handelsüblichen Lackes, ca. 30 g/m2, und wurde als Kantenumle.rner unter Verwendung eines handelsüblichen Schmelzklebers auf eine Spanplattenkante aufgeleimt.
Beispiel 4
In 60 kg lsobutanol wurden
40 kg Dimethylolrnelaminmonomethyläther,
800 g p-Toluolsulfosäure
eingetragen.
In dieser Lösung wurde ein ca. 80 g/m2 schweres Natronkraftpapier auf einen Harzanteil von 35 bis 38% imprägniert und auf einen Restfeuchtegehalt von 2 5% getrocknet. Diese Melaminharzfoüe wurde anschließend unter Verwendung eines Naßleimes gemäß Beispiel 1 auf eine Holzfaserplatte aufgepreßt. Preßdruck 30 kp/cm2, Preßtemperatur 14O0C, Preßzeit 90 Sekunden. Nach dem Abkühlen erhielt der hergestellte beschichtete Werkstoff einen Lackaufstrich eines pigmentierten Polyesterlackes.
Der benötigte Dimethylolmonomethylather kann gemäß der in Beispiel 1 angegebenen Herstellungsvorschrift für Trimethylolmelamintrimethyläther hergestellt werden, wenn anstelle von Trimethylolmelamin Dimethylolmelamin eingesetzt und das Methanol zu 30% mit Wasser verdünnt wird.

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Melaminharzfolien für die Beschichtung von Holzwerkstoffen durch Imprägnieren von Papier, Cellulosevlies oder -gewebe mit einer Melaminharzlösung und anschließendem Trocknen, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung mit Lösungen von monomeren Dimethylolmelaminmono- und/oder -dimethyläthern und/oder Trimethylolmelaminmono- und/ oder -di- und/oder -trimethyläthern vorgenommen wird und dabei 20 bis 45 Gew.-% der Methylolmelaminäther, bezogen auf das Endgewicht der trockenen Folie, aufgebracht werden. '5
2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung der monomeren Methylolmelaminäther in einem Alkohol mit 1 bis 4 C-Atomen verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn- *o zeichnet, daß eine wäßrige alkoholische Lösung eines Alkohols mit 1 bis 4 C-Atomen verwendet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung der monomeren Methylolmelaminäther verwendet wird, die 0,1 bis 5 Gew.-% (bezogen auf Melaminharzfestsubstanz) einer sauer reagierenden Verbindung als Härter zugesetzt enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung als sauer reagierende Verbindung alkoholische Salzsäure, p-Toluolsulfosäure oder Ammonchlorid zugesetzt enthält.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung der monomeren Methylolmelaminäther zusätzlich 1 bis 5 Gew.-°/o (bezogen auf Melaminharzfestsubstanz) o- und/oder p-Toluolsulfonamid zugesetzt enthält.
DE19732309334 1973-02-24 1973-02-24 Verfahren zur Herstellung von Melaminharzfolien für die Beschichtung von Holzwerkstoffen Expired DE2309334C3 (de)

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US05/442,644 US3936547A (en) 1973-02-24 1974-02-14 Process of preparing melamine resin films by impregnation of paper, cellulose, fleece or fabric
NL7402133A NL7402133A (de) 1973-02-24 1974-02-15
IT48615/74A IT1008291B (it) 1973-02-24 1974-02-20 Procedimento per la preparazione di fogli di resina melamminica
JP49020024A JPS49117570A (de) 1973-02-24 1974-02-21
FR7406105A FR2219200B1 (de) 1973-02-24 1974-02-22
BE141315A BE811485A (fr) 1973-02-24 1974-02-22 Procede de fabrication de feuilles de resine melamine
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ES423587A ES423587A1 (es) 1973-02-24 1974-02-23 Procedimiento para la obtencion de laminas de resina o de melamina.
US05/629,765 US4016336A (en) 1973-02-24 1975-11-07 Melamine resin films prepared by impregnating of paper, cellulose, fleece or fabric

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