DE2658784C3 - Verwendung eines thermoplastischen Faservlieses - Google Patents
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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 dabei 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 ϊ 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 Anforderungen 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
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
jo Oberflächen werden dabei entsprechend der vorgesehenen
Verwendung mit Lacksystemen versehen, die sowohl vor als auch nach dem Aufpressen aufgetragen
werden können. Bei diesen Papier- oder Vliesimprägnaten beträgt der Harzanteil der Imprä-
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.
j. Es ist bekannt, dekorative Schichtstoffplatten
(DKS) zur Oberflächenbeschichtung zu verwenden, weiche mittels Leim auf der Basis Polyvinylacetat,
Harnstoff/Melamin oder sogenannter Lösungsmittelkleber auf entsprechende Holzwerkstoffe 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 Holzwerkstoff e aufgebracht.
Schließlich gehören auch Papiere, die einen synthetischen 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-
,5 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.
„5 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 Küchenarbeitsplatte hinsichtlich
Chemikalienbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit '5
und Kratzfestigkeit anderen Gebrauchsansprüchen standzuhalten als eine Schrankrückwand, die meist
nur dekorative Anpassung, gegebenenfalls in Verbindung mit einer begrenzten AbwaschbarkeK benötigt.
Somit wird verlangt, daß die Oberflächenbeschichtung ^o
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 J5
2358506 vorbeschrieben gestrichene Papiere mit einem Gewichtsanteil von wenigstens 35% Polyolefin
dadurch mit besonders hoher Oberflächenfestigkeit herzustellen, daß eine aus üblichen Pigmenten und
Bindemitteln bestehende Streichmasse, bei einer -to 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 Aufgabensteilung aus, eine Beschichtung für Holzwerkstoffe zu schaffen, mit
der sich qualitativ hochwertige schützende und dekorative Oberflächenschichten erzeugen lassen, wobei
die verschiedensten Beschichtungsstrukturen 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 t>o 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 Flachpreßplat- b5
ten durch Wärme- und Druckeinwirkung aufgepreßt werden kann. Die Verwendung eines solchen Faservlies
bietet erstmals die Möglichkeit mit Endflächengewichten von beispielsweise 60 g/m2 und Pigmentanteilen
je nach dem Farbton zwischen 20 und 30% den Untergrund (Holzwerkstoff) nach der Therrnoplastifizierung
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 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,
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, die 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,
etwa auf der Basis Alkydharz eine absolut sichere Heißentformbarkeit gewährleistet wir'd, was die Verarbeitung
auf sogenannten Kurztaktpressen ermöglicht. Gleichermaßen wird durch entsprechende Lacksysteme
vorzugsweise vernetzender Art einerseits ein 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, welches
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 Thermoplastfoiien 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 Polypropylenfasern
enthält. Dabei kann das Faservlies eine relativ hohe Luftdurchlässigkeit aufweisen, die
es ermöglicht, auch nach dem Aufbringen des Faservlieses Trocknungsvorgänge bzw. Reaktionen ablaufen
zu lassen, bei denen Feuchtigkeit oder Reaktionsgase das poröse Faservlies weitgehend ungehindert
durchdringen.
Als Pigmente eignen sich, einzeln oder in Mischung, die bekannten Pigmentgrundstoffe, wie Titandioxid,
Zinksulfid, Eisenoxid, Chromoxid, BIeichromat, Molybdat und organische Pigmente.
Eine beschichtete 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 Duroplasten
mit höherer Festigkeit verbindet. So kann das 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 Oberflächenglättung erfahren hat.
Durch die Verwendung des Faservlieses gemäß der -, Erfindung wird eine kostengünstige, trockene Oberflächenbeschichtung
für Holzwerkstoffe verschiedener Art ermöglicht. Das Ausgangsmaterial, nämlich das thermoplastische Faservlies läßt sich in papierähnlicher
Grundform leicht herstellen und ist in den ίο verschiedensten Dekorationsausführungen raumsparend
lagerungsfähig.
Ausführungsbeispiel
500 kg hydrophilierte Polyäthylenfaser (mittlere ,5 Faserlänge 1,5 mm) werden in IQOOQ ! Wasser stippenfrei
aufgeschlagen.
In einem weiteren Ansatz werden
180 kg Birkensulfatzellulose
90 kg Fichtensulfitzellulose
,ο 50 kg Titandioxid (Rutil)
220 kg Eisenoxidpigment
180 kg Birkensulfatzellulose
90 kg Fichtensulfitzellulose
,ο 50 kg Titandioxid (Rutil)
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 1 einer 20%igen Polyamid-amin-epichlorhydrin-harzlösung
sowie 18 kg vorgelöstem Natriumaluminat versetzt.
J0 Dieses Gemisch wird in konventioneller Weise über
eine Papiermaschine herausgefahren. Die pH-Wert-Einstellung vor der Blattbildung erfolgt mit A12(SO4)3
auf 7. Das fertige Erzeugnis weist eine, die Holzoberfläche einwandfrei abdeckende, einheitlich gefärbte
J5 Oberfläche auf und besitzt ein Flächengewicht von
60 g/m2. Das auf diese Weise hergestellte Faservlies wird zweckmäßig mittels Superkalander bei ca. 90° C
geglättet, wodurch in gewissem Maße eine Therrnoplastifizierung bzw. eine thermoplastische Verformung
vorweggenommen wird.
Das satinierte Produkt wird im Tiefdruck mit einem Holzdekor und im gleichen Arbeitsgang mit einem
Lackstrich von 3-6 g/m2 versehen.
Auf einer Kurztaktpresse wird das nach beschriebener Weise hergestellte Faservlies bei 150° C auf die
Spanplatte gepreßt und nach 10 see heiß entformt. In einer Abbildung ist das teilweise verpreßte, bedruckte
und lackierte Faservlies in Verbindung mit einer Spanplatte dargestellt. Man erkennt eine Spanplatte
1 mit einem Faservlies 2, welches eine Dekordruckschicht 3 und eine äußere Lackschicht 4 aufweist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
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 Flächengewichi des Faservlieses unterhalb von 100 g/m2 liegt, ein- bzw. mehrschichtig
zur Herstellung einer Oberflächenbeschichtungauf 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 50 Gew.%, bezogen auf das vorhandene
Gesamtfasergewicht, liegt für den im Patentanspruch 1 angegebenen Zweck.
3. Verwendung des im Patentanspruch 2 angegebenen Faservlieses, welches hydrophilierte
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, Bleichromat, 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 Lacksysteme, vorzugsweise vernetzender Art trägt, für den im Patentanspruch
1 angegebenen Zweck.
6. Verwendungeines Faservlieses nach Patentanspruch 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 Überflächenglättung hat, für den
im Patentanspruch 1 angegebenen Zweck.
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