DE29915501U1 - Leim und Härter für eine Leim-Härter-Mischung - Google Patents
Leim und Härter für eine Leim-Härter-MischungInfo
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Patent- und Rechtsanwälte
European Patent and Trademark Attorneys
4233/G/001 Heidelberg, 1. September 1999/kb:
des Herrn
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betreffend
„Leim und Härter für eine Leim-Härter-Mischung"
Luisenstraße D-69115 Heidelberg Telefon-h49 62 21/60 43-0
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Die Erfindung betrifft einen Leim auf der Basis von polymerisierbaren Monomeren, insbesondere zur Fugenverleimung von Furnieren, mit einem Härter mit einem Härtersalz. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Härter für eine Leim-Härter-Mischung.
Leime der in Rede stehenden Art sind seit langem bekannt und existieren in den unterschiedlichsten Zusammensetzungen. Unter diesen Leimen sind sogenannte Harnstoffharzleime wie beispielsweise Harnstoff-Formaldehyd- und Harnstoff-Melamin-Formaldehyd-Leime bekannt. Der erstgenannte Leimtyp wird auch als UF-Leim und der zweitgenannte Leimtyp als MUF-Leim bezeichnet. Derartige Leime werden häufig zur Fugenverleimung von Furnieren verwendet, wobei dem Leim ein Härter mit einem Härtersalz zugesetzt ist.
Bei der Fugenverleimung von Furnieren gibt es unterschiedliche Verfahren, wobei Verklebungen mit einem Fugenleimpapier, mit einem Leimfaden in einer Zusammensetzmaschine, mit einer PVAc-Dispersion in einer Zusammensetzmaschine oder mit einem Harnstoffharzleim in einer Zusammensetzmaschine durchgeführt werden. Bereits vor ca. 30 Jahren wurde eine Maschine für die Verleimung im Durchlauf entwikkelt, nämlich das Fabrikat Friz. Damals wurde durch die BASF ein Pulverleim, 106 PIv., für diese Anwendung entwickelt. Dieser Leim wird heute noch hergestellt und geliefert. In den letzen Jahren wurde die Verleimung von Harnstoffharzleim wieder vermehrt angewendet, da die Verleimung mit dem Leimfaden und dem PVAc-Leim Nachteile hat.
Je nach Art der Beschickung einer Maschine unterscheidet man zwischen der Längsfugenverleimung und der Querfugenverleimung. Bei der Längsfugenverleimung werden die Furniere parallel zur ihrer Faserrichtung und damit auch parallel zu der zu verleimenden Fuge unter Druck durch eine beheizte Zone gefördert. Der Druck auf die Fuge wird durch von oben wirkende schräg gestellte Rollen oder durch oben und unten liegende, konisch aufeinander zulaufende Plattenketten erzeugt. Die Temperaturen der zwischen den Rollen oder den Plattenketten liegenden, durch elektrischen Widerstand erhitzen Heizschienen betragen zwischen 180° C und 300° C. Dabei kann die Temperatur der oberen und der unteren Heizschiene unabhängig voneinander reguliert werden.
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Die Furniere durchlaufen eine Längsfugenverleimmaschine meist mit einer Geschwindigkeit zwischen 10 und 20 m/min. Diese Geschwindigkeit kann bis auf 35 m/min gesteigert werden. Die Längsfugenverleimmaschinen eignen sich besonders für Furniere von 0,5 bis 2,0 mm Dicke. Heutzutage sind häufig sehr dünne Furniere im Bereich von 0,5 mm Dicke erforderlich. Entsprechend exakt muß hier die Verklebung sein.
Die herkömmliche Fugenverleimung von Furnieren mit beispielsweise dem herkömmlichen Pulverleim, 106 PIv., weist mehrere Nachteile auf. Zunächst liegt eine hohe Kaltklebrigkeit vor, was zu einer schweren Dosierung des Leimauftrags führt. Des Weiteren bildet sich bei dem herkömmlichen Leim stets eine weiße Leimfuge. Darüberhinaus entstehen bei etwas Leimüberschuß und nach dem Schleifen Flecken auf den Furnieren, die nach dem Beizen bzw. Lackieren sichtbar werden. Ein Einfärben der Leimflotte konnte dieses Problem nicht beheben, wobei hier bei verschieden farbigen Furnieren unterschiedlich eingefärbte Leimmischungen hergestellt werden müssen. Schließlich ergibt sich eine Verschmutzung der mit dem Leim in Berührung kommenden Heizschienen.
Das größte Problem besteht dabei bei einer Maschine mit integrieter Beleimung. Diese Maschine kann mit den derzeit auf dem Markt befindlichen Leimen nur mit größten Schwierigkeiten betrieben werden. Außer dem Problem mit der weißen Leimfuge müssen die Nutzer jedes zusammengesetzte Furnierblatt anschließend bearbeiten und den Leimüberschuß, der sich in Form von Batzen an der Leimfuge ablagert, von Hand entfernen.
Als zusätzliche Erfordernisse an die Verklebung liegen einerseits eine hohe Festigkeit vor, so daß auch bei Problemfurnieren kein Bruch erfolgt. Andererseits muß die Abbindezeit des Leims und damit die Reaktivität so schnell sein, daß bei der Verklebung mit hoher Geschwindigkeit gearbeitet werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Leim sowie einen Härter für eine Leim-Härter-Mischung der eingangs genannten Art anzugeben, wonach die Nachteile des Stands der Technik weitgehend beseitigt sind.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch einen Leim mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 sowie einen Härter für eine Leim-Härter-Mischung gemäß Schutzanspruch 28 gelöst. Danach ist der Leim auf der Basis von polymerisierbaren Monomeren derart ausgestaltet, daß der Härter mindestens einen Zellulosebestandteil aufweist.
In erfindungsgemäßer Weise ist zunächst erkannt worden, daß zur Lösung der obigen Aufgabe ein herkömmlicher Leim auf der Basis von polymerisierbaren Monomeren als Basis grundsätzlich geeignet ist. In weiter erfindungsgemäßer Weise ist dann erkannt worden, daß eine wesentliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Leimen durch den Zusatz eines Zellulosebestandteils zu dem Härter auf überraschend einfache Weise erreicht ist. Der Zellulosebestandteil wirkt sich insbesondere auf die Kaltklebrigket des Leims aus, welche durch diese Zugabe erheblich reduziert ist. Dies vereinfacht die Dosierung beim Leimauftrag erheblich. Folglich kann ein Überschuß an Leim in der Leimfuge weitgehend vermieden werden. Insbesondere kann ein Abriß des Leimfilms während des Auftragens vermieden werden. Der Leim ist damit von einer Auftragsscheibe genau dosiert aufnehmbar und anschließend leicht und gleichmäßig abstreifbar. Während des Preßvorgangs bleibt der Leim viskos und läuft nicht nach unten weg.
Die polymerisierbaren Monomere könnten durch mindestens eine Aminoplasten gebildet werden. Dabei könnte der Aminoplast durch Formaldehyd und Harnstoff gebildet sein. Als günstiges Molverhältnis hat sich in der Praxis ein Molverhältnis zwischen Harnstoff und Formaldehyd von 1 : 1,5 bis 1 : 2,0 gezeigt. Vorzugsweise könnte das Molverhältnis 1 :1,85 betragen.
Der Härter könnte einen Anteil von 6 bis 12 % an Härtersalz aufweisen. Das Härtersalz könnte Ammoniumchlorid und/oder Ammoniumsulfat und/oder Monoammoniumphosphat und/oder Aluminiumsulfat aufweisen. Das Aluminiumsulfat erhöht dabei die Reaktivität des Leims in besonderer Weise und könnte zur besonderen Wirksamkeit einen Anteil von 1,2 % im Härter einnehmen.
Der Zellulosebestandteil könnte als Zellulosederivat ein Holzmehl umfassen. Der Anteil des Holzmehls im Härter könnte zwischen 10 und 50 % liegen. Als besonders
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günstig hat sich der Einsatz eines vorzugsweise fein gemahlenen Buchenholzmehls als Holzmehl gezeigt. Das Holzmehl reduziert die Kaltklebrigkeit noch weiter und ist hinsichtlich seiner Farbe derart günstig, daß die Fuge praktisch nicht mehr zu sehen ist. Alternativ oder zusätzlich zu einem Holzmehl könnte der Zellulosebestandteil Zellulosefasern umfaßen. Auch der Anteil an Zellulosefasern im Härter könnte zwischen 10 und 50 % liegen. Das Holzmehl und die Zellulosefasern sind als in jedem beliebigen Verhältnis zueinander austauschbare Produkte anzusehen.
Der Zellulosebestandteil könnte Baumwolle und/oder eine modifizierte Zellulose und/oder Rohzellulose und/oder ein beliebiges anderes Zellulosederivat umfassen. Insgesamt könnte der Anteil des Zellulosebestandteils im Härter zwischen 10 und 50 % liegen.
Als in der Praxis günstig hat sich ein Anteil von 10 bis 30 % an einem Stärkeprodukt oder an mehreren Stärkeprodukten im Härter gezeigt. Dabei nehmen das Stärkeprodukt oder die Stärkeprodukte einen Gesamtanteil von 10 bis 30 % ein. Als Stärkeprodukt oder Stärkeprodukte könnten Kartoffel- und/oder Weizen- und/oder Maisstärke in Frage kommen. Das Stärkeprodukt oder die Stärkeprodukte erhalten die Viskosität des Leims bei Hitze. In kaltem Zustand des Leims sind die Stärkeprodukte quasi ohne Wirkung.
Zur wirksamen Vermeidung eines Anklebens oder Anhaftens des Leims an den Heizschienen könnte der Härter einen Anteil von 5 bis 15 % an einem vorzugsweise pulverförmigen Trennmittel aufweisen. Das Trennmittel könnte eine Metallseife wie beispielsweise Zinkstearat oder Aluminiumstearat sein.
Zur Verlängerung der Topfzeit bzw. Verarbeitungszeit des Leims könnte der Härter einen Anteil von 2 bis 15 % an Harnstoff und/oder an Hexamethylentetramin aufweisen. Damit wird verhindert, daß der Leim zu schnell umkippt und er nicht mehr aus seinem Behältnis entnehmbar ist. Die Verwendung des Trennmittels verhindert ein Anhaften im Behältnis des Leims, das auch nach Entfernen des Leims quasi sauber bleibt. Die Zugabemenge des Härters zum Leim, beispielsweise ein UF-Harz, könnte etwa 8 bis 12 % betragen.
Der Leim könnte neben dem Härter noch weitere Füllstoffe aufweisen, wobei die Füllstoffe anorganische Füllstoffe sein könnten. Als anorganische Füllstoffe kommen beispielsweise Kaolin und/oder China-Clay und/oder Bariumsulfat und/oder Kalziumsulfat in Frage. Entsprechend der Auswahl der Füllstoffe kann die Kaitklebrigkeit der Leimmischung und das Ansteigen der Viskosität während der Topfzeit auf ein Minimum reduziert werden. Dadurch kann die Leimangabe exakt eingestellt werden.
Die oben genannte Aufgabe wird des Weiteren durch einen Härter für eine Leim-Härter-Mischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 27 gelöst.
Der obige Leim bzw. die obige Harz-Härter-Mischung sowie der obige Härter werden für die Verleimung von Furnierfugen in Längs- und Querfugenverleimmaschinen verwendet.
Bei den Querfugenverleimmaschinen werden die Furnierblätter im Paket auf einer separaten Maschine vorbeleimt, aufgefächert und dann, nach einer Wartezeit von 30 Minuten bis zu einigen Stunden, verpreßt. Bei der Querfugenverleimung ergeben sich als Vorteile insbesondere eine erhöhte Festigkeit der Furnierfuge sowie die Unsichtbarkeit der Leimfuge, die sich im Anschluß an die Verleimung beizen läßt. Damit können auch edle und teure Furnierhölzer zusammengesetzt werden.
Bei den Längsfugenverleimmaschinen kann die Leimangabe an die Furnierfuge direkt vor der Heiz- und Presszone in der Maschine erfolgen. Hierbei werden die zu verleimenden Furnierblätter zwischen zwei Heizschienen unter leichtem Druck, in Längsrichtung, mittels einer Transportkette durch die Maschine gezogen.
Gegenüber den bisher bekannten Leimen oder Harz-Härter-Mischungen ergeben sich mit dem erfindungsgemäßen Leim bzw. Härter zusammenfassend folgende Vorteile:
1. Die Leimangabe ist absolut gleichmäßig. Somit ergibt sich kein Leimüberschuß, der sich in Streifen- oder Batzenform über der Furnierfuge ablagert und von Hand mit einem Messer, Stecheisen oder Schleifpapier entfernt werden muß. Ar-
beitstechnisch ist es ein großer Vorteil, wenn nicht jede einzelne Furnierfuge begutachtet und nachgearbeitet werden muß.
2. Auf den Heizschienen entstehen auch nach Tagen keine Leimablagerungen mehr. Die Heizschienen müssen nicht mehr aus der Maschine genommen, gereinigt und mit neuem Trennmittel versehen werden.
3. Es muß kein PVAc-Leim zur Plastifizierung zugesetzt werden, um zu verhindern, daß die Furnierfuge bricht. Durch die im Härter enthaltenen Zellulosefasern werden die Leimmoleküle miteinander verbunden bzw. armiert, und die Leimfuge wird absolut bruchsicher.
4. Weiterhin ist die Leimfuge durch die Zellulosefaser und das Buchenholzmehl nach dem Schleifen nicht mehr sichtbar und läßt sich beizen. Damit könnten auch edle und teure Furnierhölzer zusammengesetzt werden. Die zusammengesetzten Furnierblätter können als Deckfurniere zur Beschichtung von Span- und Tischlerplatten und zur Herstellung von Türen verwendet werden. Früher entstanden nach dem Schleifen dieser Werkstücke und dem Auftrag von Beize und Lack im Bereich der Furnierfuge Flecken, da der in die Holzporen penetrierte Leim nach dem Schleifen sichtbar wird und die natürliche Farbe des Holzes verändert. Des Weiteren zeichnete sich die Leimfuge ab, da die bisher verwendeten Leime die Beize - im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Leim - nicht annehmen konnte. Die Folge waren Reklamationen hinsichtlich fertig beschichteter Platten und Türen.
Die geeignete Wahl an Füllstoffen wirkt sich insbesondere hinsichtlich der obigen Punkte 2., 3. und 4. aus. Bei Querfugenverleimmaschinen sind im wesentlichen die Punkte 3. und 4. von Bedeutung.
Zusammenfassend bleibt festzuhalten, daß der Leim in Pulverform oder flüssig vorliegen kann, wobei bevorzugt ein pulvriges oder flüssiges UF-Harz für die Harz-Härter-Kombination verwendet wird.
Neben der Verhinderung eines Anhaftens von Leim oder eines Verschmierens von Leim auf der Heizschiene bewirkt der Trennmittelzusatz sogar eine Selbstreinigung der Schiene und ein Entfernen von altem, eingebranntem Leim. Früher war es erforderlich, die Schienen vier- bis fünfmal am Tag zu reinigen oder auszuwechseln.
Sämtliche prozentualen Angaben hinsichtlich der Anteile am Härter beziehen sich auf Gewichtsprozente der genannten Substanzen.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Schutzanspruch 1 nachgeordneten Schutzansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung zweier bevorzugter Härterzusammensetzungen zu verweisen.
Härterzusammensetzung
| Rohstoffbezeichnung | % | kg/l |
| Ammoniumchlorid | 11,067 | 0,885 |
| Aluminiumsulfat fein | 0,000 | 0,000 |
| HB 750 | 35,573 | 2,846 |
| E 140 | 19,763 | 1,581 |
| Kartoffelstärke | 23,715 | 1,897 |
| Ceasit Levis | 9,881 | 0,791 |
| Gesamt: | 100,00 | 8,00 |
Härterzusammensetzung II
| Rohstoffbezeichnung | % | kg/l |
| Ammoniumchlorid | 12,000 | 0,960 |
| Aluminiumsulfat fein | 1,200 | 0,096 |
| HB 750 | 32,000 | 2,560 |
| E 140 | 20,800 | 1,664 |
| Kartoffelstärke | 24,000 | 1,920 |
| Ceasit Levis | 10,000 | 0,800 |
| Gesamt: | 100,00 | 8,00 |
Bei den oben angeführten Beispielen bevorzugter Härterzusammensetzungen bezeichnet die Substanz HB 750 einen Buchenholzstaub bzw. ein Buchenholzmehl. Die Substanz E 140 bezeichnet eine Rohzellulosefaser. Der Produktname „Ceasit Levis" bezeichnet ein Trennmittel. Der Härterzusammensetzung I könnte zur Verlängerung der Topfzeit noch Hexamethylentetramin beigefügt sein.
Der erfindungsgemäße Härter wird zur Verwendung bei der Herstellung eines Leims auf der Basis von polymerisierbaren Monomeren eingesetzt, wobei der Härter ein Härtersalz und mindestens einen Zellulosebestandteil aufweist.
Abschließend sei ganz besonders hervorgehoben, daß die zuvor rein willkürlich gewählten Beispiele einer Härterzusammensetzung lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dienen, diese jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele einschränken.
Claims (25)
1. Leim auf der Basis von polymerisierbaren Monomeren, insbesondere zur Fugenverleimung von Furnieren, mit einem Härter mit einem Härtersalz, dadurch gekennzeichnet, daß der Härter mindestens einen Zellulosebestandteil aufweist.
2. Leim nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Monomere durch mindestens einen Aminoplasten gebildet werden.
3. Leim nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aminoplast durch Formaldehyd und Harnstoff gebildet ist.
4. Leim nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis zwischen Harnstoff und Formaldehyd 1 : 1,5 bis 1 : 2,0, vorzugsweise 1 : 1,85, beträgt.
5. Leim nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Härter einen Anteil von 6 bis 12% an Härtersalz aufweist.
6. Leim nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Härtersalz Ammoniumchlorid und/oder Ammoniumsulfat und/oder Monoammoniumphosphat und/oder Aluminiumsulfat aufweist.
7. Leim nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Härter einen Anteil von 1, 2% an Aluminiumsulfat aufweist.
8. Leim nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellulosebestandteil ein Holzmehl umfaßt.
9. Leim nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Holzmehl im Härter zwischen 10 und 50% liegt.
10. Leim nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Holzmehl ein vorzugsweise fein gemahlenes Buchenholzmehl ist.
11. Leim nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellulosebestandteil Zellulosefasern umfaßt.
12. Leim nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Zellulosefasern im Härter zwischen 10 und 50% liegt.
13. Leim nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellulosebestandteil Baumwolle umfaßt.
14. Leim nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellulosebestandteil eine modifizierte Zellulose umfaßt.
15. Leim nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellulosebestandteil Rohzellulose umfaßt.
16. Leim nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellulosebestandteil ein Zellulosederivat umfaßt.
17. Leim nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Zellulosebestandteils im Härter zwischen 10 und 50% liegt.
18. Leim nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Härter einen Anteil von 10 bis 30% an einem Stärkeprodukt oder an mehreren Stärkeprodukten insgesamt aufweist.
19. Leim nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Stärkeprodukt oder die Stärkeprodukte Kartoffel- und/oder Weizen- und/oder Maisstärke umfassen.
20. Leim nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Härter einen Anteil von 5 bis 15% an einem vorzugsweise pulverförmigen Trennmittel aufweist.
21. Leim nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennmittel eine Metallseife ist.
22. Leim nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallseife Zinkstearat oder Aluminiumstearat ist.
23. Leim nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Härter einen Anteil von 2 bis 15% an Harnstoff und/oder an Hexamethylentetramin aufweist.
24. Leim nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabemenge des Härters zum Leim insgesamt etwa 8 bis 12% beträgt.
25. Härter für eine Leim-Härter-Mischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24.
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