DE2500164A1

DE2500164A1 - Verwendung von traegerbahnen mit einer deckschicht fuer die herstellung von mit haertbaren kondensationsharzen getraenkten produkten

Info

Publication number: DE2500164A1
Application number: DE19752500164
Authority: DE
Inventors: Helmut Buehler; Edmund Luksch
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1975-01-03
Filing date: 1975-01-03
Publication date: 1976-07-15
Also published as: ES443977A1; DE2500164B2; ATA1976A; BE837243A; FR2296523B1; SE7514686L; FR2296523A1; AT351743B

Description

Th. Goldschmidt AG, Essen

Verwendung von Trägerbahnen mit einer Deckschicht für die Herstellung von mit härtbaren Kondensationsharzen getränkten Produkten

Es ist seit langem bekannt, Trägerbahnen, welche im Regelfall aus Papier bestehen, mit härtbaren Kondensationsharzen zu tränken und die getrockneten Verfahrensprodukte auf flächige Werkstoffe, insbesondere Holzwerkstoffe, wie z.B. Faserplatten, Spanplatten, Sperrholz und dergleichen, bei erhöhter Temperatur aufzupressen.

Unter Verpressungsbedingungen fließen die dann schmelzflüssigen Amino- bzw. Phenoplastharzvorkondensate zunächst je nach Kondensationsgrad, gegebenenfalls Zusatz von Härtungsbeschleunigern, Flußmitteln und sonstigen Modifizierungsmitteln, eine begrenzte Zeit, bis sie infolge der fortschreitenden Kondensation irreversibel aushärten. Sollen die imprägnierten und getrockneten Trägerbahnen ohne Mitverwendung eines Overlays verpreßt werden, so müssen an das Harz und die diesem entsprechende Imprägniertechnik verschiedene Bedingungen gestellt werden:

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Einerseits müssen die Harze die Trägerbahn, also im Regelfall Papier, gut durchtränken, damit bei der Verpressung Papierspaltungen, Lufteinschlüsse und dergleichen vermieden werden. Andererseits muß sich auf der Oberseite der mit Harz durchtränkten Trägerbahn eine genügende Menge härtbares Harz befinden und auch beim Verpressen im schmelzflüssigen Zustand bis zur Ausbildung einer geschlossenen, fehlerfrei ausgehärteten Oberfläche stehen bleiben.

Dem Fachmann ist geläufig, daß Papier ein vliesartiger Werkstoff ist, welcher eine ungleichförmige Masseverteilung aufweist, zwar integral gemessen eine bestimmte Porosität hat, die jedoch von Punkt zu Punkt durch die ungleiche Masseverteilung verschieden ist. Durch diese in kleinen Bereichen ungleiche Porosität setzt das Papier dem schmelzflüssigen Harz unterschiedlichen Fließwiderstand entgegen, so daß im ausgehärteten Verfahrensprodukt die Harze an den Stellen hoher Porosität bevorzugt in das Papier weggeschlagen sind und an den Stellen geringerer Porosität auf dem Papier aufstehen. Hierdurch kommt es zu ungleichmäßigen Oberflächen, die Glanzflecken aufweisen, in krassen Fällen zu porigen, nicht geschlossenen Oberflächen. Insbesondere beim Niederdruckverfahren werden deshalb häufig Oberflachenstorungen der Art beobachtet, daß die Oberfläche des verpreßten, ausgehärteten Verfahrensproduktes fleckig aussieht und ungleichen Glanz aufweist,

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, diese Oberflächenstörungen zu beseitigen. So hat man beispielsweise die Trägerbahnen

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mit solchen Harzmengen beschichtet, daß sowohl die Durchtränkung des Papiers als auch die Bildung einer geschlossenen Oberfläche gewährleistet war. Dennoch konnten, insbesondere beim Niederdruckverfahren, Störungen der vorbeschriebenen Art nicht immer ausgeschlossen werden.

In der DT-PS 1 ΟΪ53 303 ist ein Verfahren beschrieben, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Bahnen zunächst mit der Lösung eines beim Verpressen hochfließfähigen Harzes vorimprägniert und dann nach einer gegebenenfalls zwischengeschalteten Trocknung mit der Lösung eines beim Verpressen schwächer fließfähigen, schnell härtenden Harzes beschichtet werden.

Hierbei wird erreicht, daß das gut fließende Harz vorzugsweise das Papier durchtränkt und die Papierfasern umhüllt. Das Beschichtungsharz, welches einen geringeren Fluß aufweist, bildet die gewünschte geschlossene Oberfläche.

Aus der DT-OS 2 124 218 ist ein Verfahren bekannt, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß nach der ersten Tränkung

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eine Schicht von 3 bis 20 g/m , vorzugsweise 5 bis 10 g/m , einer makromolekularen, mit den ausgehärteten Kunstharzen verträglichen Substanz aufgebracht wird.

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Mit dieser Erfindung ist es möglich geworden, auch ohne Rückkühlung bei der Verpressung mit Holzwerkstoffplatten im Niederdruckverfahren hohe Glanzwerte zu erreichen. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß man drei Tränk- bzw. Beschichtungsschritte vornehmen muß, um zu dem gewünschten Verfahrensprodukt zu kommen.

Ziel und Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, mit härtbarem Kunstharz getränkte Trägerbahnen zu erhalten, welche ohne Mitverwendung eines Overlays, vorzugsweise für das sogenannte Niederdruckverfahren, hochglänzende, porenfreie und fleckenlose Oberflächen ergeben.

Erfindungsgemäß gelingt dies durch die Verwendung einer mit einer Deckschicht versehenen Trägerbahn, vorzugsweise aus Papier, zur Herstellung von mit härtbaren Aminoplast- und/oder Phenoplastharzvorkondensaten getränkten und beschichteten Produkten für die Oberflächenvergütung, insbesondere die Niederdruckbeschichtung, von Holzwerkstoffplatten, wobei die Deckschicht beim Imprägnieren der Trägerbahn für Luft und für wäßrige Lösungen der Kondensationsharze durchlässig ist, jedoch unter Verpressungsbedingungen das Abfließen des über der Deckschicht aufstehenden schmelzflüssigen Kondensationsharzes in die Trägerbahn verhindert.

Papiere mit Deckschichten sind prinzipiell bekannt und unter der Bezeichnung "gestrichene Papiere" im Handel erhältlich.

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Sinn dieser Deckschichten ist es, diese entweder luftundurchlässig zu machen oder ihre Bedruckbarkeit zu verbessern. Zu den gestrichenen Papieren zählen deshalb die meisten Buntpapiere, Chromo- und Kunstdruckpapiere, Tapeten und dergleichen mehr.

Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß die gestellte Aufgabe dann gelöst werden kann, wenn die Deckschicht insbesondere zwei Aufgaben erfüllt:

Die Deckschicht darf nicht verhindern, daß die wäßrige Lösung des Tränkharzes, in das Papier eindringt und dieses durchtränkt .

Die Deckschicht muß aber dem unter Preßbedingungen schmelzflüssigen Harz einen solchen Fließwiderstand entgegensetzen, daß das geschmolzene Harz nur unwesentlich durch diese Barriere dringen kann.

Dadurch wird gewährleistet, daß das Produkt mit einer ausreichenden Harzmenge durchtränkt ist. Gleichzeitig wird sichergestellt, daß zur Ausbildung der Oberfläche über der Deckschicht eine solche Menge an schmelzflüssigem Harz zurückbleibt, die für die Erzeugung einer gleichmäßig glänzenden und geschlossenen, also insgesamt von Oberflächenstorungen freien Oberfläche notwendig ist.

Produkte zur Bildung solcher Sperrschichten sind dem Fachmann bekannt. Besonders geeignet sind Sperrschichten aus Methylcellulose, Polyacrylestern, Polyvinylalkoholen, partiell verseiften Polyvinylacetaten, Casein oder Zein. Diese Aufzählung

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ist aber nicht erschöpfend, sondern soll nur in Form von Beispielen zeigen, daß die verschiedenartigsten polymeren Substanzen als Deckschichten im erfindungsgemäßen Sinn geeignet sind, wenn sie nur die beiden obengenannten Bedingungen der Durchlässigkeit gegenüber wäßrigen Harzlösungen und der Sperrwirkung gegenüber schmelzflüssigen Harzen unter Preßbedingungen erfüllen. Die notwendige Auswahl aus der Vielzahl geeigneter Verbindungen ist dem Fachmann ohne weiteres durch einfache Versuche möglich. Den Streichmitteln können auch Farbstoffe, Pigmente oder Füllstoffe wie Kaolin, Titandioxid zugesetzt sein.

Die Gewichtsmenge der als Deckschicht aufgetragenen Substanz

kann in den Grenzen von 0,5 bis IO g/m liegen und richtet sich nach der Art der verwendeten polymeren Substanz. Wesentlich für die aufzubringende Menge ist die Fähigkeit der Streichmasse, filmbildend und porenfüllend zu wirken, um den gewünschten Fließwiderstand gegenüber schmelzflüssigen Harzen unter Preßbedin- ' gungen zu erzielen. Die geeigneten, bevorzugten Mengen sind durch orientierende Versuche zu ermitteln.

Die Deckschicht kann auch eine zweite Funktion erfüllen. Diese stellt eine besondere Ausgestaltung des Gegenstandes vorliegender Erfindung dar. Die Deckschicht kann entweder auf Grund von sauren oder basischen Gruppen oder durch in sie eingebrachte Säuren oder Basen katalytisch in den Kondensationspro zeß der Aminoplast- und/oder Pher.op las thar zvorkondensate ein-

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greifen und die Fließ- und/oder Aushärtungscharakteristik beeinflussen. Beispiele solcher reaktiver Sperrschichten sind Carboxymethylcellulose sowie oxidierte Stärke oder Copolymerisate aus Acrylsäure, Acrylsäureestern oder Acrylsäureamiden oder Copolymerisate aus Acrylsäureestern und Maleinsäure sowie anderen ungesättigten Mono- oder Dicarbonsäuren. Die Variationsbreite derartiger Copolymerisate ist außerordentlich groß.

Der Gegenstand vorliegender Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Beispiele noch näher erläutert. Dabei sind die angegebenen Teile Gewichtsteile.

Beispiel 1

In einem heiz- und kühlbaren Rührwerk werden 20 Teile Maisstärke-Kleber, 16 Teile Wasser und 32 Teile Alkohol bei 5O°C gerührt bis zur vollständigen Lösung des Klebers. Nach Abkühlen der Lösung werden 32 Teile Äthylglykol eingerührt und sodann mit 5 %iger Natronlauge auf einen pH-Wert von 7,0 eingestellt.

Die Viskosität dieser Lösung beträgt 30 sek, gemessen im DIN-Becher mit 4 mm Düse.

Auf der Oberseite eines mit Titandioxid gefüllten Dekor-Roh-

papiers, mit einem Flächengewicht von 80 g/m , wird in einer BeSchichtungsmaschine unter Verwendung einer Rasterwalze eine

2 gleichmäßige farblose Deckschicht - etwa 6 g/m trocken - aus dieser Lösung aufgebracht und im nachgeschalteten Heißluft-

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trockner getrocknet.

Das Rohpapier hatte eine Porosität von 560 cm /min bei 100 mm W. S. Durch die aufgebrachte Deckschicht verminderte sich die Porosität nur unwesentlich auf 520 cm /min.

Das Dekorpapier wurde dann mit Melaminharz imprägniert und getrocknet und zwar so abgestuft, daß der Darrwert, geprüft im Umluft-Trockenschrank bei einer Temperatur von 16O°C, nach 10 min zwischen 4 - 6 % lag.

Diese Produkte, mit Darrwerten zwischen 4 - 6 %, wurden zur Oberflächenvergütung von Spanplatten eingesetzt. Nach dem Vorpressen mit einem Hochglanz-Preßblech erhielt man kaschierte Spanplatten, deren glänzende Oberflächen frei von Störungen und Glanzflecken waren.

Vergleichsverpressungen mit einem Produkt aus gleichem Dekorpapier, aber ohne Deckschicht, und gleichem Harz, sonst unter gleichen Bedingungen hergestellt, ergaben vergleichbar gute Ergebnisse nur in einem sehr engen Darrwert-Bereich von 4,5 - 5 %, der bei einer technischen Produktion in dieser geringen Breite nicht einzuhalten ist. Vergleichsverpressungen mit Produkten anderen Darrwertes hatten mehr oder weniger Glanzflecken und Poren.

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Beispiel 2

Es wird eine 20 %ige Lösung eines Maisstärke-Klebers, wie in Beispiel 1 bereits beschrieben, hergestellt.

Diese Lösung, welche einen pH-Wert von 4,9 - 5,2 hat, wird mit 5 %iger Natronlauge auf einen pH-Wert von 5,5-eingestellt.

Auf das in Beispiel 1 beschriebene Dekor-Rohpapier wird eine

Deckschicht - etwa 6 g/m trocken - aus dieser Lösung aufgebracht und getrocknet.

Das mit der Deckschicht versehene Dekorpapier wurde mit MeIaminharz imprägniert und getrocknet. Nach dem Verpressen unter Druck und Hitze unter gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 erhält man eine kaschierte Spanplatte, die frei von Oberflächenstörungen ist.

Durch die sauer eingestellte Deckschicht wurde beim Verpressen die Aushärtungsgeschwindigkeit und damit der erzielbare Aushärtungsgrad des Harzes erhöht. Das läßt sich durch einen Säure-Test nachweisen, wobei die mehr oder weniger starke Anätzung der Oberfläche durch 0,2 η Salzsäure unter Luftabschluß nach 24 Stunden Einwirkungszeit ein Maß für die stärkere oder schwächere Aushärtung der Harzoberfläche ist.

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Die Anätzung der Oberflächen des Beispiels 2 war geringer, der Aushärtungsgrad also höher als bei den Oberflächen, die nach Beispiel 1 erhalten worden waren.

Beispiel 3

Als Lösung A werden in einem heiz- und kühlbaren Rührwerk 20 Teile Maisstärke-Kleber, 13,6 Teile Wasser und 27,2 Teile Alkohol bei 50 C gerührt bis zur vollständigen Lösung des Klebers.

Als Lösung B (Dispersion) werden in einem anderen Rührwerk zu 27,2 Teilen Äthylglykol 12 Teile Titandioxid zugegeben.

Nach 2 Minuten Rührzeit wird diese Dispersion (B) mit Lösung A vermischt. Nach guter Durchmischung wird der pH-Wert gemessen und ggf. mit 5 %iger Natronlauge auf pH 7 eingestellt.

Die Viskosität der Mischung wird durch Zugabe eines Lösungsmittelgemisches aus 20 Teilen Wasser, 30 Teilen Äthylglykol und 30 Teilen Alkohol auf 20 sek Auslaufzeit im DIN-Becher gebracht.

Das in Beispiel 1 beschriebene Dekor-Rohpapier wird in einem Magnet-Walzen-Färbe-Kalander auf der Oberseite mit einer Deck-

schicht von 4 g/m Trockensubstanz versehen und getrocknet. Bei dem Magnet-Roll-System verstärkt sich die Deckschicht örtlich in den Vertiefungen und Poren der Oberfläche des rauhen Papieres, während die Erhöhungen der Papier-Oberfläche zwangsläufig eine

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weniger starke Deckschicht erhalten. Die Porosität eines solchen Papieres änderte sich durch das Aufbringen der Deckschicht

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von 560 cm /min auf 450 cm /min bei 100 mm W.S.

Das mit der Deckschicht versehene Papier wurde mit Melaminharz imprägniert, getrocknet und auf Spanplatten unter Druck und Hitze verpreßt. Die kaschierten Spanplatten zeigten eine gute Oberfläche wie bei Beispiel 1. Zusätzlich konnte eine deutliche Verbesserung der Opazität festgestellt werden.

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Claims

Patentansprüche

11.j Verwendung einer mit einer Deckschicht versehenen Träger- ^^^ bahn, vorzugsweise aus Papier, zur Herstellung von mit härtbaren"Aminoplast- und/oder Phenoplastharzvorkondensaten getränkten und beschichteten Produkten für die Oberflächenvergütung, insbesondere die Niederdruckbeschichtung, von Holzwerkstoffplatten, wobei die Deckschicht beim Imprägnieren der Trägerbahn für Luft und für wäßrige Lösungen der Kondensationsharze durchlässig ist, jedoch unter Verpressungsbedingungen das Abfließen des über der Deckschicht aufstehenden schmelzflüssigen Kondensationsharzes in die Trägerbahn verhindert.
2. Weiterausbildung des Gegenstandes von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht die Fließ- und/oder Aushärtungscharakteristik des schmelzflüssigen, auf der Deckschicht befindlichen Kondensationsharzes katalytisch beeinflußt. <
3. Weiterausbildung des Gegenstandes von Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß sich die Deckschicht in einer

Menge von 0,5 - IO g/m auf der Trägerbahn befindet.

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