DE2606339C3 - Verfahren zum Oberflächenbeschichten von Holzwerkstoffplatten und Holzwerkstoffprofilen - Google Patents

Verfahren zum Oberflächenbeschichten von Holzwerkstoffplatten und Holzwerkstoffprofilen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren /um Oberflä chenbeschichtcn von Holzwerkstoffplattcn und Holzwerksloffprofilen in ebenen und in nicht ebenen Bereichen und an F.cken und Kanten, bei dem eine formbare und für Kunstharz in uiiausgehärtelem Zustand aufnahmefähige Schicht aus einem Trägcrma terial mit Phenolforniaidehydkondensationsh.il/. Ami noplastkondensationshar/ oder aus diesen Harzen gebildeten Mischungen oder Mischkondensationsharzen getränkt oder beschichtet wird, die mit dem Harz getränkte Schicht auf das zu beschichtende Hol/werk stoffmalenal aufgelegt und unter Aushärthedingungen mit einem Druck im Bereich von bis /u 5 N/mm' und einer Temperatur bis /u etwas 180 C unter Aushärten des Harzes auf die Oberfläche des Holzwerkstoffmaie rials aufgepreßt wird, wobei die nicht ebenen Bereiche und die F.cken und Kanten unter entsprechender Verformung der mit dem Harz getränkten Schichl zugleich milbeschichtet werden und die Oberfläche bei Einsatz entsprechend strukturierter Preßblcchc gegebenenfalls zugleich strukturiert und/oder sonst geprägt wird.
Unter nicht ebenen Holzwerkstoffplatten werden dabei Deckenverkleidungskörper, Kraftfahrzeug-Türin nenverkleidungcn. z. T. mit ingctricrten Armlehnen. Armaturenbretter Handschuhfachverkleidungen und unterteilte Ablagen, dekorativ profilierte Stiltüren oder verschieden geformte Tabletts verstanden,
Holzwerkstoffprofile sind z. B. Türfalze( Fensterrah' men oder Fußleisten,
Es ist bekannt, Trägermateriälschichten aus Papier, Glasfaservlies,Textilgewebe oder anderen Werkstoffen mit einer Lösung eines Phenolforrnaldehydvorköndcnsates, Harnstoff- und/oder eines Melaniirifoffnaldehydvorkondensates zu tränken und zur Oberflächenvefgü-
lung auf Hol/werkstuffplatten, z. B. Spanplatten, Faserplatten, Sperrholzplatten oder schwach vorgepreßte Holzfasermatten (DE-PS 10 53 303), oder auf Platten aus mineralischem Werkstoff, z. B. aus Asbestfasern, unter Aushärtbedingungen aufzupressen. Die Verpressungstemperaturen überschreiten in der Regel nicht 180" C. Die Preßdrucke betragen bis zu 500 N/cm'.
In Folge der geringen Verformbarkeit des getränkten Trägermaterials bereitet es hierbei jedoch Schwierigkeiten, Platten zu vergüten, deren Oberflächen nicht eben sind, sondern mehr oder weniger ausgeprägte Vertiefungen, Kanten oder Ecken aufweisen.
Man hat bereits versucht, diese Schwierigkeiten dadurch zu umgehen, daß man gekrepptes Papier als Material der Trägerschicht verwendet hat. Jedoch bereitet die Erhaltung des kreppartigen Zustands beim Tränken des Materials Schwierigkeiten. Außerdem zeigt sich der Kreppeffekt auch auf dek cergüteten Werkstoffoberflächen in Form von unregelmäßigen Papierfalten, die überdies von der Formgebung der Oberfläche abhängig sind. Diese Unregelmäßigkeiten ergeben eine optisch unruhige Oberfläche. Des weiteren weisen die üblichen Kreppapiere nur in Richtung der Kreppung eine hohe Verformbarkeit auf. quer dazu -5 jedoch nicht.
Aus der schweizerischen Patentschrift 4 54 440 ist es bereits bekannt, ein formfestes Leichtbaumaterial dadurch herzustellen, daß eine Bahn aus einem nachgiebig Diegbaren und walkbaren Kunststoff-Weichschaum mit offenen, gegenseitig verbundenen Poren mn einem wärmehärtbaren Kunstharz bis zur Benetzung mindestens eines Großteils der inneren Porenflächen durchtränkt wird, daß überschüssige Kunstharz ausge preßt wird und daß das so erhaltene getränkte und leichl in beliebige Form drückbare Material geformt und daß danach das Kunstharz ausgehartet wird. Nachteilig isi hierbei, daß es nicht gelingt, geschlossene, porenfreie Oberflächen zu erhalten. Vielmehr bleibt der Charakter des Weichschaumes erhallen. Die Oberfläche ist wegen der Schaumsiruktur porös und damit leicht versthmutz bar
Aus der DF F1S 2 J 07 905 isi ein Verfahren der eingangs genannten Λπ bekannt. Dort wird eine 0.1 bis 3 mm dicke Schicht aus Polyurethanweiehsehauni. der mit einer wäßrigen Lösung eines wärmehärlbaren Phenolharz oder Aininoplastvorkondensates getränkt ist. zur Oberfliichenvergütung des zu beschichtenden Materials verwendet
Bei dem Verfahren ergibt sich ein guter Verbund des Trägermaterials mn dem Konder .aiionsharz: das Trägermaterial ist in hohem Maße dehnfähig und führt br· Einsatz als Dekorbahn zu gleichmäßigen, regdmäßi gen Oberflächen. Vor Vorteil erweist sich weiterhin die Striiklurierbarkeit der Oberflächen durch Vorgabe einer Struktur in den Preßblechen, z. I! l.edcrirnitaiio nen. Porungen oder Phantasiestrukluren Das Trägermaterial kann vor der Tränkung mit den Kondcnsa tionsharzcn pigmentiert, eingefärbt oder bedruckt werden, was insbesondere dann erwünscht ist. wenn es nach der Tränkung mit Harz zur dekorativen Oberflä chenbcschichiung eingesetzt wird,
Es gelingt zwar mit derartigen harzgetränklcn Weichschäürhschiehteti, nicht ebene Hölzwcrkstuffplatten oder Holzwerkstoffpröfile rißfrei zu vergüten-, es hat sich jedoch herausgestellt, daß man bei der Tränkung der Pölyurclhanweichschaumschichten mit Phenölhärz.-öder Aminoplastvorkondensatlösungen bei der Trock^ fiüfig Temperaturen von etwa 1100C nicht überscrirei-
ten darf, chi sonst clic Sehmimstrukiur der Schicht bereits vor der Verpressung zerstört wird. Sonst üblich sind aber Trocknungstemperaturen von 130 bis 1700C. Ein weiterer Nachteil besieht darin, daß die durch die Verpressung solcher Produkte erhaltenen Oberflächen, bedingt durch den Polyurethangehalt, eine gewisse Lösungsmittelempfindlichkeit haben.
Es sind ferner Wirrvliese, Naßvliese und Spinnvliese bekannt. Zur Herstellung der Wirrvliese und Naßvliese werden Fasern verwendet, deren Länge 5 bis 100 mm beträgt. Vorzugsweise werden lange Fasern verwendet, da derartige Vliese bei mechanischer Beanspruchung geringer ausfasern. Die Faserslärke ist kleiner als 50 μηι, vorzugsweise kleiner als 20 μίτι. Die Vliese enthalten gewisse Mengen eines Binders, der die einzelnen Vlicsfasern an den Berührungspunkten miteinander verklebt. Übliche Binder sind härtbare Acrylatharze, Naturkautschuk, Butadien/Slyrol-Copolymere oder Butadien/Acrylniiril-Copolymcre. Es ist auch bekannt. Vliese durch einen geringen Zusatz spezieller Fasern thermisch zu binde.1.
Aus der Zeitschrift »Kunststoffe«. Band 52, 1962. Seiten 742 bis 747. ist ferner bekannt, Faservliese für die Oberflächenvergütung einzusetzen, /. B. Synthesefaservliese als oberste Lage für die Oberflächenvergütung von glasfaserverstärkten Polyester-Laminaten. In derselben Veröffentlichung wird de· weiteren vorgeschlagen, mit Polyesterharzen imprägnierte Synthese Faservliese für die Beschichtung von Holzwcrksloffplat ten einzusetzen. In der Regel wird es sich dabei um Styrol enthaltende Polyesterharze handeln, die wegen ihrer Klebrigkeit und ihres starken Geruchs sich umständlich und unangenehm in de Verarbeitung und Handhabung verhalten.
In dem DF-CiM 70 58 Hb5 weiten Svnthcsefaservliese als Auflage auf lutegewebe ouer |utegewirke aufgenadelt. Die Vliese werden dazu jedoch ohne vorherige Imprägnierung mit Kunstharzen eingesetzt, cmc Anwendungsform, die sich für den angestrebten F.insatzbereich nicht eignet. In dem DF-CiM 17 78 019 wird ein Verfahren zur Beschichtung von Holzwerkstoffplallen mit Polyvinylchlorid-Platten beschrieben. Um auf ein vorheriges Planschleifen der Holzwerkstoffplatten verzichten /11 können, wird in die l.eimschicht ein kunstsloffgetränktcs Vlies bevorzugt aus Cellulose eingelegt, das die Unebenheiten der Holzwerkstoffplatte ausgleichen soll. Auf die Art der Imprägnierung des Vlieses und die Verarbeitungsbedingungen beim Auflei men wird nicht näher eingegangen. Das Vlies wird bei dieser Anwendung nicht zur Oberflächenvergütung eingesetzt, sondern als die Unebenheiten der Platte ausgleichendes Füllmaterial.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das zu bberflächenvcrgüteten Holzwerkstoffmaterialien führt, deren Oberfläche gcgenübei den nach dem bekannten Verfahren erhaltenen Produkten weniger lösungsmiltelempfindlich ist und bei dem das harzge tränkte Trägermaterial auch bei Temperaturen oberhalb 110 C getrocknet werden kann. Die bei dem bekannten Verfahren bereits erzielten Vorteile, wie die Möglichkeil der Strukiurierbarkeit der Oberfläche und tief Möglichkeit, eine sehr gleichmäßige, regelmäßige Oberfläche auch bei nicht ebenen Flolzwerkstoffmaterialicn zu erzielen, sollen nicht verloren gehen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Trägermatcrialschicht ein Faservlies mit einem Flächengcwicht von 50 bis 120 g/m2, welches mindestens 50 Gew.-% Polyamidfasern enthält, die unter Verpressungsbedingungen nicht schmelzen, zum Einsatz kommt.
Die Polyamidfasern bestehen aus den bekannten marktüblichen Polyamidsorten, deren Schmelzbereich oberhalb der Verpressungstemperatur, unter Berücksichtigung des Preßdrucks, liegt. Zu nennen sind vor allem Polyhexamethylenadipamid (Polyamid 6.6) und Polycaprolactam (Polyamid 6), daneben aber auch Polyhexamethylensebacamid (Polyamid 6.10), Polyundecanamid (Polyamid 11) und Polylaurinlactam (Polyamid 12). Die Polyamide weisen durchschnittliche Molekulargewichte von 30 000 bis 100 000 auf.
Neben den Polyamidfasern werden Cellulosefasern oiier auch andere Kunststoffasern verwendet, wobei auch für diese anderen Kunststoffasern die Bedingung gilt, daß sie unter Verpressungsbedingungen nicht schmelzen dürfen.
Kommen gefärbte Faservliese zum Einsatz, so ist es von Vorteil, wenn man Färbeverfahren verwendet, bei denen der Farbstoff die das Vlies bildende Faser durchdringt, um bei abräsiver Beanspruchung der Oberfläche eine Farbverblassung zu vermeiden.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Vliese werden mit 100 bis etwa 300 Gew.-% Harz, gerechnet als Festsubstanz, getränkt, getrocknet und beschichtet.
Der erfindungsgemäße Einsatz der Vliese als Trägermaierialschicht lur die Oberflächenbeschichtung nicht ebener Holzwerkstoffplatten oder von Holzwerkstoffprofilen führt dazu, eine einwandfreie rißfreie Oberfläche mit anwendungstechnisch ausgezeichneten Eigenschaften zu erhalten. Es gelingt, insbesondere Platten und Profile mit geringen Krümmungsradien oder stark winkliger Form dekorativ einwandfrei zu beschichten.
Dagegen erhält man mit Vliesen, die keine Polyamidfasern oder nur in untergeordneter Menge Polyamidfasern enthalten, erheblich schlechtere bzw. unbrauchbare Ergebnisse.
Fs folgt die Beschreibung von Ausfü!.r<jngsbcispielen der Erfindung.
Beispiel 1
Ein schwarz gefärbtes Spinnvlies mit einem Flächengewicht von V) g/m2 aus Polyhexamethylenadipamid (Polyamid b 1 ) mit einer endlosen Faser und einem Polyacrylatbinder wird mit einem handelsüblichen. bj%igcn Phcnolformaldehydvorkondensat durch Tauchen getränkt und bei 150 C getrocknet. Das Flächengewicht des imprägnierten Trägermaterials beträgt 200 g/m2 und der Gehalt an flüchtigen Anteilen 8.5%. erhalten durch fünf Minuten Trocknen bei 160"C .
/•im Vergleich wird ein 50 g/m'-Cellulosewirrvlies in ähnlicher Weise mit obigem Phenolharz auf ein Flachengcwicht von 190 g/m2, sowie ein gebleichtes 70 g/m2 Natronkrcppapier auf 165 g/m2 beharzt. Der Anteil an flüchtigen Bestandteilen beträgt 8.i%.
Das beschriebene Trägermaterial wird getrennt auf eine unvcrdichtete. locker geschüttete Holzfasermatte mit einem I lächcngewicht von 2.8 kg/m2, einem Bindemiitelgchalt von 14%, einem Feuchtigkeitsgehalt von 11% einseitig aufgelegt und bei 1800C während zwei Minuten in einer hydraulischen Presse mit einer wannenförmigen Preßform und lederartig strukturier^ ten Preßblechen unter einem Druck von 300 N/cm2 aufgepreßt.
Die resultierende Holzwerkstoffoberfläche gibt im Falle des erfindungsgemäßen Trägermaterials die
Struktur des Preöwerkzeuges fehlerfrei und sehr plastisch wieder. Das Trägermaterial deckt gut den Untergrund ab. Vertiefungen und Ecken sind gut überspannt und rißfrei. Die beschichtete Holzfasermatte ist nach dem Abkühlen verzugsfrei.
Bei Verwendung des Cellulosefaser-Wirrvlieses treten Risse an den Ecken und Kanten auf. Die Struktur des Preßwerkzeuges wird nicht so plastisch wiedergegeben wie beim erfindungsgemäßen Vlies.
Das Trägermaterial mit dem Natronkreppapier gibt die Preßwerkzeugstruktur ebenfalls nicht in vollem Umfang wieder, da die Kreppung z.T. erhalten geblieben ist und die Lederstruktur überdeckt. An den Ecken und Kanten, die quer zur Krepprichtung liegen, ist das Trägermaterial gerissen. Die beschichtete Holzfasermatte ist nach dem Abkühlen verzogen.
Beispiel 2
Ein weiß pigmentiertes Polyamid-Wirrvlies mit einem Flächengewicht von 70 g/m2, bestehend aus reinem Polycaprolactam (Polyamid 6), mit einem Pigment- und Binderanteil von 30% und einer durchschnittlichen Faserlänge von ca. 50 mm wird mit einer Holzreproduktion bedruckt.
Das Trägermaterial wird mit einem handelsüblichen wäßrigen Melaminformaldehydvorkondensat mit einem Festkörpergehalt von 50% und einer Viskosität von 25 see. bei 20° C. gemessen mit dem Auslaufbecher nach DlN 53 211, durch Tauchen getränkt und bei 120C in einem Trockenkanal getrocknet. Das Flächengewicht des imprägnierten Trägermaterials beträgt 230 g/m' bei einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 7,2%.
Ein Holzspanmaterial, bestehend aus Holzspänen mil ca. 18% eines homogen verteilten Harnstoffharz-Binders und einer Restfeuchte von ca. 15% wird locker in eine 250 mm hohe Form geschüttet. Der Spankuchen weist eine Dichte von ca. 0,29 g/cmJ auf.
!n einer hydraulischen Presse mit mittig eingeformter, liefer, wannenförmiger Preßfläche und unstrukturierten, flatten Preßblechen wird der Spankuchen mit einem spezifiscnen Preßdruck von 350 N/cm2 kalt verdichtet, »o daß der Rohling im ebenen Teil de* Randes der Preßform auf eine Dichte von 1.15 g/crn' komprimiert wird.
Das obengenannte Trägermaterial wird auf den Rohling gelegt und grob der Kontur des vorgepreßten Formteils angepaßt. In einer beneizten hydraulischen Presse mit der gleichen wunnenförmigen Vertiefung der Preßflachen wie bei der Kaltverdichtung sowie einem holzpo.-enreprodu/ierenden, fein strukturierten Preßblech wird das Trägermaterial bei 150 C während vier Minuten unter einem spezifischen Preßdruck von 180 N/cm-1 ausgehärtet.
Die vergütete Oberfläche der Holzwerkstoffplatte gibt die Porenstruktur der Preßblech Oberfläche fehlerfrei und plastisch wieder. Die Winkel und Ecken
ίο der wannenförmigen Vertiefung sind glatt überspannt und rißfrei.
Beispiel 3
Ein naturfarbenes, braun pigmentiertes Naßvhes mit einem Flächengewicht von 85 g/m2, einer durchschnittlichen Faserlänge von 50 mm, einem Gehalt von 60% Polyhexamethylenadipamid (Polyamid 6.6), 18% Zellstoff und 10% Zellwollefasern sowie 12% eines Binders auf Basis eines Butadien/Acrylnitril-Copolymeren wird mit einom handelsüblichen Melaminformaldeh>dvürkondensat mit einem Festkörpc'gehalt von 55% und einer Viskosität von 20 see. bei 20''.' durch Tauchen getränkt und bei 150'C in einem Trockenkanal getrocknet. Das Flächengewicht des imprägnierten Trägermaterials beträgt 200 g/m-' bei einem Gehalt an flücKigen Bestandteilen von 7.3%.
Ein Holzspanmaterial, bestehend aus Hol/spänen mit ca. 18% eines homogen verteilten Harnstoffhar/Binders und einer Restfeuchte von ca. 15% wird locker in eine kastenförmige Form geschüttet. In einer hydraulischen Presse mit mittig eingeformter wappenförmiger Ornamentik des Preßwerkzeuges wird der Spankuchen mit einem spezifischen Preßdruck von 350 N/cm- kalt verdichtet.
Das obengenannte Trägermaterial wird auf den Rohling gelegt und grob der Kontur des vorgepreßten Formteils angepaßt. In einer beheizten hydraulischen Presse mit der gleichen ornamentalen Einformung wie bei der Kallverdichtung, aber holzporei.reprojuzierender, fein strukturierter Preßwerkzeug-Oberfläche wird das Trägermaterial bei 150°C während drei Minuten jnter einem spezifischen Preßdruck von 250 N/cm-' ausgehärtet
Das wappenförmige Ornament wird in seinen Feinheiten sauber reproduziert. Winkel und Ecken sind glatt überspannt und rißfrei. Die Spanstruktur wird glatt und opak abgedeckt.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zum Oberflächenbesehichten von Holzwerkstoffplatten und Holzwerkstoffprofilen in ebenen und in nicht ebenen Bereichen und an Ecken und Kanten, bei dem eine formbare und für Kunstharz in unausgehärtetem Zustand aufnahmefähige Schicht aus einem Trägermaterial mit Phenolformaldehydkondensationsharz, Aminoplastkondensationsharz oder aus diesen Harzen gebildeten Mischungen oder Mischkondensationsharzen getränkt oder beschichtet wird, die mit dem Harz getränkte Schicht auf das zu beschichtende Holzwerkstoffmaterial aufgelegt und unter Aushärtbedingungen mit einem Druck im Bereich von bis zu 5 N/mm2 und einer Temperatur bis zu etwa 180"C unter Aushärten des Harzes auf die Oberfläche des Holzwerkstoffmaterials aufgepreßt wird, wobei die nicht ebenen Bereiche und die Ecken und Kanten unter entsprechender Verformung der mit dem Harz getränkten Schicht zugleich milbeschichtet werden und die Überfläche bei Linsatz entsprechend strukturierter Preßbleche gegebenenfalls zugleich strukturiert und/oder sonst geprägt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermaterialschicht ein Faservlies mit einem Flächengewicht von 50 bis 120 g/mJ. welches mindestens 50 Gew.-% Polyamidfasern enthält, die unter Verpressungsbedingungen nicht schmelzen, zum F.insatz kommt.
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