DE2658784B2 - Verwendung eines thermoplastischen Faservlieses - Google Patents

Verwendung eines thermoplastischen Faservlieses

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Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines thermoplastischen Faservlieses, welches in überwiegendem Gewichtsanteil thermoplastische Kunststoffasern in papierähnlicher Grundform enthält und außerdem einen Anteil von Pigmenten mit hohem Brechungsexponenten, wobei das Flächengewicht des Faservlieses unterhalb von 100 g/m2 liegt.
Die Oberflächenveredelung von Holzfaserplatten und Flachpreßplatten, sogenannten »Spanplatten« unter Verwendung von mit härtbaren Kondensationsharzen imprägnierten Trägerbahnen ist bereits bekannt. Diese werden unter Wärmeeinwirkung ein- oder beidseitig auf die Oberfläche der Platten aufgepreßt. Die imprägnierten Trägerbahnen enthalten da bei meist erhebliche Anteile an Pigmenten mit relativ hoher Deckfähigkeit auf der Basis von Titandioxid, Eisenoxid, Zinksulfid, Chromat oder organischen Farbstoffen. Sie sind in unbehandeltem Zustand als Dekor-Papiere bekannt. Derartige Dekor-Papiere werden bedruckt und unbedruckt mit Flächengewichten von 60 bis 150 g/m2 und Pigmentgehalten bis zu 35% hergestellt Je nach den gegebenen technologischen Anforderungelt werden diese Dekor-Papiere zu
ίο etwa 100 bis 200 Gew.%, bezogen auf das Papiergewicht, beharzt. Dadurch besteht die Möglichkeit des Aufpressens unter Wärmeeinwirkung auf die Oberfläche von Spanplatten und dergleichen.
Zum bekannten Stande der Technik gehören ferner
ι«, verschiedene auskondensierte Papier- oder Vliesimprägnate in Folienform, die rückseitig mit Heißsiegelbeschichtungen versehen sind. Diese können ebenfalls auf Spanplatten oder ähnliche Träger unter Wärmeeinwirkung aufgepreßt werden. Die Oberflächen werden dabei entsprechend der vorgesehenen Verwendung mit Lacksystcrncn versehen, die sowohl vor als auch nach dem Aufpressen aufgetragen werden können. Bei diesen Papier- oder Vliesimprägnaten beträgt der Harzanteil der Imprä-
j5 gnierung meist nur 50 bis 100 Gew.%, bezogen auf das Papiergewicht, damit die auf die Holzoberfläche zu verleimende Folie in ihrer Schichtdicke eine hinreichende Spaltfestigkeit aufweist.
Der Ersatz von Heißsiegelbeschichtungen derarti-
ger Folien durch die Verwendung zwischengelegter Thermoplastfolien ist ebenfalls bekannt und hat besonders für die Beschichtung relativ dünner Spanplatten bis zu 6 mm Stärke eine gewisse Bedeutung erlangt.
γ, Es ist bekannt, dekorative Schichtstoffplatten (DKS) zur Oberflächenbeschichtung zu verwenden, welche mittels Leim auf der Basis Polyvinylacetat, Harnstoff/Melamin oder sogenannter Lösungsmittelkleber auf entsprechende HoIs, werkstoffe aufgeklebt werden.
Der vorbekannte Stand der Technik wird ferner noch durch Verfahren ergänzt, bei denen die Spanplattenoberflächen mittels flüssiger oder pastöser, meist pigmentierter Lacksysteme direkt beschichtet werden. Ebenso werden nach bekannten Verfahren ausschließlich aus thermoplastischem Material bestehende Folien mittels geeigneter Kleber auf Holzwerkstoffe aufgebracht.
Schließlich gehören auch Papiere, die einen synthe-
,0 tischen Papierstoff in Form von Kunststoffasern enthalten, zum Stande der Technik. Diese sind je nach Art und Anteil heißsiegelbar und lassen sich auf verschiedene Oberflächen aufbügeln. Wenn des Papiercharakters ergibt sich jedoch bei größerer Schicht-
-,i dicke eine ungenügende Spaltfestigkeit der Schicht, so daß dickere Schichten zum Aufspalten neigen, wobei ein Teil der Schichtdicke, besonders an Stellen mechanischer Beschädigung, abplatzt.
Alle vorbekannten Beschichtungen gehen im we-
M sentlichen davon aus, daß der Holzwerkstoff wegen seiner relativ schlechten Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen wie Licht, Temperatur, Feuchtigkeit, Laugen, Säuren, Lösungs- und Waschmitteln durch eine Oberflächenschicht geschützt werden muß.
by Dabei wird zusätzlich eine Verschönerung der in vielen Fällen unansehnlichen Plattenoberfläche durch ein entsprechendes Dekor angestrebt. Für viele Verwendungszwecke soll durch die Oberflächenbeschichtung
auch die mechanische Festigkeit dieser Oberfläche erhöht werden,
Holzfaserplatten sowie Flachpreßplatten werden vor allem im Innenausbau bzw. in der Möbelfabrikation verwendet, wobei sowohl an die Beständigkeit des Werkstoffes als auch an dessen optisches Erscheinungsbild hohe Qualitätsansprüche gestellt werden. Die Anforderungen an derartige veredelte Holzwerkstoffe sind sehr differenziert und verlangen vom Hersteller unter vorrangiger Berücksichtigung ökonomischer Gesichtspunkte eine weitestgehende Abstimmung mit dem Einsatzgebiet und den sich daraus ergebenden Gebrauchseigenschaften. So hat beispielsweise eine Kücbenarbeitsplatte hinsichtlich Chemikalienbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit und Kratzfestigkeit anderen Gebrauchsansprüchen standzuhalten als eine Schrankrückwand, die meist nur dekorative Anpassung, gegebenenfalls in Verbindung mit einer begrenzten Abwaschbarkeit benötigt. Somit wird verlangt, daß die Oberflächenbeschichtung bei gegebenem Grundmaterial leicht und ohne aufwendige Umstellungen des Herstellungsverfahrens an bestimmte Einsatzgebiete angepaßt werden kann.
Zum Stande der Technik gehören unter anderem durch die US-PS 3795575 und die US-PS 3669829 Papiere aus Mischungen von Polymerfasern bzw. Polyolefinfasern und Zellulosefasern
Als Füllstoffe für Papiere sind unter anderem durch die Veröffentlichung Casey, Pulp and Paper. 2. Auflage 1960 Vol. II, Seiten 985, 986 und 995 übliche Pigmente mit hohem Brechungsindex bekannt. Bei der Fixierung von Pigmenten ist es ferner bekannt, Retentionsmittel, wie kationische Polymere einzusetzen. Dies wird in der US-PS 3737371 und in der US-PS 2 076 966 angegeben. Schließlich ist in der DE-AS 2358506 vorbeschrieben gestrichene Papiere mit einem Gewichtsanteil von wenigstens 35% Polyolefin dadurch mit besonders hoher Oberflächenfestigkeit herzustellen, daß eine aus üblichen Pigmenten und Bindemittel .1 bestehende Streichmasse, bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Polyolefins aufgebracht, und das so erhaltene, gestrichene Papier durch Erhitzen bei einer Temperatur über dem Schmelzpunkt des Polyolefins schmelzgebunden wird.
Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, eine Beschichtung für Holzwerkstoffe zu schaffen, mit der sich qualitativ hochwertige schützende und dekorative Oberflächenschichten erzeugen lassen, wobei die verschiedensten ßeschichtungsstrukturen und Dicken in einfacher Weise herstellbar sind. Zur Lösung dieser Aufgabenstellung ist vorgesehen, ein thermoplastisches Faservlies, welches in überwiegendem Gewichtsanteil thermoplastische Kunststoffasern in papierähnlicher Grundform enthält und außerdem einen Anteil an Pigmenten mit hohem Brechungsexponenten, wobei das Flächengewicht des Faservlieses unterhalb von 100 g/m2 liegt, ein- bzw. mehrschichtig zur Herstellung einer Oberflächenbeschichtung auf einer Platte aus Holzwerkstoff, insbesondere einer Spanplatte unter Wärme- und Druckeinwirkung zu verwenden. Das thermoplastische Faservlies liegt dabei in seiner Ausgangsform als papierblattförmiges Produkt vor, welches auf die Oberfläche von Holzwerkstoffen, wie Holzfaserplatten und Flachpreßplatten durch Wärme- und Druckeinwirkung aufgepreßt werden kann. Die Vervendung eines solchen Faservlies bietet erstmals die Möglichkeit mit Endflächen gewichten von beispielsweise 60 g/m2 und Pigmentanteilen je nach dem Farbton zwischen 20 und 30% den Untergrund (Holzwerkstoff) nach der Thermoplastifizierung farblich völlig abzudecken. Rechnerisch ergibt sich damit, daß mit einer 60 g/m2 Folie 12 bis 18 g/m2 Pigment aufgebracht werden können. Das Faservlies bedarf dabei, im Gegensatz zur herkömmlichen Beschichtungstechnik keiner zusätzlichen Beharzung, da nach der Thermoplastifizierung
ίο der gewünschte Foliencharakter hergestellt ist. Überraschenderweise lassen sich derartige Faservliese ohne weitere Hilfsmittel, nur unter Temperatur- und Druckeinfluß auf den verschiedensten Holzoberflächen sicher verankern. Das anfangs papierähnliche,
is mit relativ geringen Festigkeiten vorliegende Faservlies verfestigt sich durch Temperatureinwirkung und nimmt erst im Augenblick der Verankerung Foliencharakter an. Die Anfangsflexibilität des Faservlieses und der papierähnliche Charakter erschließen ganz neue Wege der Nachverformung, öie bisher bei den relativ spröden Imprägnaten auf Schwierigkeiten stießen. Wegen seines thermoplastischen -Charakters besitzt ein solches Faservlies ausgezeichnete Prägeeigenschaften. Es lassen sich beispielsweise relativ stabile Funiermaserungen aufbringen. Ferner eignet sich das Faservlies in ausgezeichneter Weise als Druckträger für den Dekortiefdruck.
Von großem ökonomischen Vorteil ist die Tatsache, daß durch Aufbringen bestimmter Lacksysteme,
ω etwa auf der Basis Alkydharz eine absolut sichere Heißentformbarkeit gewährleistet wird, was die Verarbeitung auf sogenannten Kurztaktpressen ermöglicht. Gleichermaßen wird durch entsprechende Lacksysteme vorzugsweise vernetzender Art einerseits ein
is zusätzlicher Oberflächenschutz und andererseits eine haftvermittelte Eigenschaft für weitere Beschichtungen, etwa auf der Basis Nitrolack geschaffen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es zweckmäßig sein, ein Faservlies zu verwenden, wel ches zusätzlich ein Stützgerüst aus Zellulose enthält, deren Anteil zwischen 20 und 50 Gew.%, bezogen auf das vorhandene Gesamtfasergewicht, liegt. Durch das Vorhandensein eines Zellulosegerüstes bleibt das Faservlies im Gegensatz zu reinen Thermoplastfolien
4-, weitgehend dimensionsstabil.
Zur besseren Fixierung der Pigmente und thermoplastischen Fasern an die Zellulose können, z. B. kationische Polyamidharze als Zusatzstoffe, beispielsweise mit einem Gewichtsanteil von 0,1-1,2 Gew.% otro (ofentrocken), bezogen auf das vorhandene Gesamtfasergewicht, verwendet werden.
Es ist zweckmäßig, ein Faservlies zu verwenden, welches hydrophilierte Polyäthylen- und/oder PoIyp/opylenfasern enthält. Dabei kann das Faservlies eine relativ hohe Luftdurchlässigkeit aufweisen, die es ermöglicht, aucn nach dem Aufbringen des Faservlieses Trocknungsvorgänge bzw. Reaktionen ablaufen zu lassen, bei denen Feuchtigkeit oder Reaktionsgase das poröse Faservlies weitgehend ungehindert
«ι durchdringen.
Als Pigmente eignen sich, einzeln oder in Mischung, die bekannten Pigmentgrundstoffe, wie Titandioxid, Zinksulfid, Eisenoxid, Chromoxid, Bleichromat, Molybdat und organische Pigmente.
<i5 Eine beschichter: Platte aus Holzwerkstoff, insbesondere eine Spanplatte mit einer unter Wärme- und Druckeinwirkung auf der Plattenoberfläche verankerten dekorativen Schicht kann so aufgebaut sein,
daß die dekorative Schicht aus einem thermoplastifizierten Faservlies mit einem überwiegenden Gewichtsanteil an Kunststoffasern besteht, und daß die thermoplastifizierten Kunststoffasern mit den hochdeckenden Pigmenten und Zusatzstoffen eine Schicht hoher Spaltfestigkeit bilden. Besonders die erreichbare hohe Spaltfestigkeit zählt zu den vorteilhaften Eigenschaften einer derartigen Beschichtung von Holzwerkstoffen unter Verwendung eines thermoplastischen Faservlieses.
Die dekorative Schicht kann dabei auch aus mehreren, gemeinsam thermoplastifizierten Faservliesen bestehen. Durch das Auflegen von einem Faservlies bzw. mehreren Faservliesen übereinander, können die Schichtdicke und die Oberflächeneigenschaften in gewünschter Weise leicht an die jeweils gegebene Aufgabenstellung angepaßt werden.
Überraschend zeigt sich ferner, daß sich das thermoplastische Faservlies beim Preßvorgang mit Duroplsstcr; ™it höherer Fcsti"keii verbindet. Sc kann dss Faservlies grundsätzlich sowohl mit einer duroplastischen Grundschicht als auch mit einer duroplastischen Deckschicht zum Zweck des mechanischen Oberflächenschutzes verbunden werden.
Selbstverständlich erlaubt es der thermoplastische Charakter des Faservlieses auch, vor Verankerung auf dem Holzwerkstoff eine Thermoplastifizierung oder eine thermoplastische Verformung, zum Beispiel über geheizte Walzensysteme, vorzunehmen, was unter Umständen Vorteile für eine anschließende Lackierung in bezug auf das Wegschlagverhalten, sowie eine Verbesserung der Bedruckbarkeit, besonders im Tiefdruck, bringen kann.
Gegenüber der Verleimungstechnik mit wäßrigen Klebern bietet die Trockenkaschierung von Holzwerkstoffen mit dem Faservlies den Vorteil, daß Quellungsvorgänge praktisch ausgeschlossen sind, wodurch zum Beispiel eine Verformung planer Oberflächen vermieden wird.
Zweckmäßig kann ein Faservlies mit einem Stützgerüst aus Zellulose verwendet werden, bei dem die thermoplastischen Kunststoffasern mit einem Mindestanteil oberhalb von 50 Gew. % zusammen mit der Zellulose und einem bis zu 35 Gew.% reichenden Anteil an hochdeckenden Pigmenten nach dem Papierherstellungsverfahren aus einer wäßrigen Pulpe als Faservlies herausgearbeitet werden. Für die Gewinnung des Beschichtungsausgangsmaterials ist dadurch ein besonderer Vorteil gegeben, daß das Faservlies auf einer konventionellen Papier- oder Vliesmaschine hergestellt werden kann.
Gegebenenfalls zweckmäßig kann ein solches Faservlies verwendet werden, welches über eine Kalandrierung eine Verdichtung und OberflächenglätUing erfahren hat.
Durch die Verwendung des Faservlieses gemäß der -, Erfindung wird eine kostengünstige, trockene Oberfl ächenbeschichtung für Holzwerkstoffe verschiedener Art ermöglicht. Das Ausgangsmaterial, nämlich das thermoplastische Faservlies läßt sich in papierähnlicher Grundform leicht herstellen und ist in den verschiedensten Dekorationsausführungen raumsparend lagerungsfähig.
Ausf ührungsbe ispie 1
500 kg hydrophilierte Polyäthylenfaser (mittlere ,-, Faserlänge 1,5 mm) werden in 10000 1 Wasser stippenfrei aufgeschlagen.
In einem weiteren Ansatz werden
180 kg Birkensulfatzellulosc
90 kg Fichtensulfitzellulose
SD to TitanrlioTiH fRiittlt
220 kg Eisenoxidpigment
in 8000 1 Wasser aufgeschlagen bzw. dispergiert und mittels Scheibenrefiner auf 35° nach Schoppen-Riegler gemahlen.
Nach der Mahlung wird dieser zweite Ansatz mit der thermoplastischen Fasersuspension vermischt und mit 60 I einer 20%igen Polyamid-amin-epichlorhyclrin-harzlösung sowie 18 kg vorgelöstem Natriumah-ninat versetzt.
„, Dieses Gemisch wird in konventioneller Weise übei eine Papiermaschine herausgefahren. Die pH-Wert-Einstellung vor der Blattbildung erfolgt mit AK(SO4) auf 7. Das fertige Erzeugnis weist eine, die Holzoberfläche einwandfrei abdeckende, einheitlich gefärbte ,- Oberfläche auf und besitzt ein Flächengewicht vor 60 g/m2. Das auf diese Weise hergestellte Faservliei wird zweckmäßig mittels Superkalander bei ca. 90° C geglättet, wodurch in gewissem Maße eine Thermoplastifizierung bzw. eine thermoplastische Verfor-„, mung vorweggenommen wird.
Das satinierte Produkt wird im Tiefdruck mit einerr Holzdekor und im gleichen Arbeitsgang mit einerr Lackstrich von 3-6 g/m2 versehen.
Auf einer Kurztaktpresse wird das nach beschrie·
4- bener Weise hergestellte Faservlies bei 150° Cauf die Spanplatte gepreßt und nach 10 see heiß entformt
In einer Abbildung ist das teilweise verpreßte, bedruckte und lackierte Faservlies in Verbindung mi einer Spanplatte dargestellt. Man erkennt eine Span- -0 platte 1 mit einem Faservlies 2, welches eine Dekordruckschicht 3 und eine äußere Lackschicht 4 auf weist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verwendung eines thermoplastischen Faservlieses, welches in überwiegendem Gewichtsanteil thermoplastische Kunststoffasern in papierähnlicher Grundform enthält und außerdem einen Anteil von Pigmenten mit hohem Brechungsexponenten, wobei das Flächengewicht des Faservlieses unterhalb von 100 g/m2 Hegt, ein- bzw. mehrschichtig zur Herstellung einer Oberfl ächenbeschichtung auf einer Platte aus Holzwerkstoff,, insbesondere einer Spanplatte unter Wärme- und Druckeinwirkung.
2. Verwendung des im Patentanspruch 1 angegebenen Faservlieses, welches zusätzlich ein Stützgerüst aus Zellulose enthält, deren Anteil zwischen 20 und SO Gew.%, bezogen auf das vorhandene Gesamtfasergewicht, liegt für den in» Patentanspruch 1 angegebenen Zweck.
3. Verwendung des im Patentanspruch 2 angegebenen Faservlieses, welches hydrophiliierte Polyäthylen- und/oder Polypropylenfasern enthält, für den im Patentanspruch 1 angegebenen Zweck.
4. Verwendung des im Patentanspruch 1 angegebenen Faservlieses, welches als Pigmente einzeln oder in Mischung Titandioxid, Zinksulfid, Eisenoxid, Chromoxid, ßleichromat, Molybdat und organische Pigmente enthält, für den im Patentanspruch 1 angegebenen Zweck.
5. Verwendung eines Faservlieses der im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Art, welches zusätzlich oberflächlich L?t~ksvsteme, vorzugsweise vernetzender Art trägt, für den im Patentanspruch 1 angegebenen Zweck.
6. Verwendung eines Faservlieses nach Palentanspruch 2 oder 3, bei dem die thermoplastischen Kunststoffasern mit einem Mindestanteil oberhalb von 50 Gew.% zusammen mit der Zellulose und einem bis zu 35 Gew.% reichenden Anteil an hochdeckenden Pigmenten nach dem Papierherstellungsverfahren aus einer wäßrigen Pulpe als Faservlies herausgearbeitet werden, für den im Patentanspruch 1 angegebenen Zweck.
7. Verwendung eines Faservlieses nach Patentanspruch 6, welches über eine Kalandrierung eine Verdichtung und Oberflächeriglättung hat, für den im Patentanspruch 1 angegebenen Zweck.
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