DE3308620C2 - - Google Patents

Description

Grundiermittel für Holzflächen sind im Handel erhältlich, wobei als Bindemittel Nitrozellulose, säurehärtende Polymere oder Polyurethane verwendet werden. Diese Grundiermittel sind in der Aufhellwirkung zeitlich begrenzt und nur schwach wirksam, wenn man die lebendige Struktur und Wirkung der natürlichen Holzoberfläche beibehalten möchte. Eine stärkere Aufhellwirkung der bekannten Grundiermittel kann man zwar erreichen, wenn man Pigmente, z. B. Titandioxid oder andere Weißpasten zusetzt. In diesem Fall wird aber ein verschleiertes Porenbild erhalten. Die bekannten Grundiermittel, enthaltend die oben genannten Bindemittel, sind deshalb nicht zufriedenstellend.

Die Aufhellung von Holzflächen ist häufig erwünscht, um eine gleichmäßigere Helligkeit der Flächen aus unterschiedlicher Herkunft zu erzielen, dunkleren Holzflächen eine gewünschte Helligkeit zu geben, usw. Beispiele hierfür sind die Aufhellung von Flächen aus Roteiche, so daß diese ein ähnliches Erscheinungsbild haben wie die Holzflächen aus der sehr viel selteneren Weißeiche. Ein anderes Beispiel ist die Erhöhung der Qualität der Holzoberflächen aus Weißeiche. Bei gestürzten Furnieren ist ein Ausgleichen der Hell-Dunkel-Schattierung erwünscht. Die mit dem Grundiermittel behandelten Holzflächen sollen überbeizbar und/oder überlackierbar sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, wäßrige Grundiermittel zu finden, die nach der Anwendung eine dauerhafte Aufhellwirkung der Holzflächen ergeben, leicht anwendbar sind, lagerstabil sind und ein Überbeizen und/oder Überlackieren der behandelten Holzflächen ermöglichen.

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabenstellung in überraschend einfacher Weise gelöst werden kann durch die nachfogend definierten Grundiermittel.

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines wäßrigen Grundiermittels zur Behandlung von Holzflächen gemäß Patentanspruch.

Als Polyvinylalkohole (PVAL) können im Handel erhältliche Produkte verwendet werden. Besonders geeignet sind Polyvinylalkohole, deren Viskosität nach DIN 53 015 (einer 4%igen wäßrigen Lösung bei 20°C) etwa 1 bis 10, vorzugsweise etwa 2 bis 6 mPa s beträgt. Es ist weiterhin bevorzugt, daß der Hydrolysegrad (Verseifungsgrad) etwa 80 bis 90, vorzugsweise etwa 85 bis 89 Mol-% beträgt, und daß die Esterzahl etwa 120 bis 160, vorzugsweise etwa 130 bis 150 mg KOH/g beträgt. Der Restacetylgehalt liegt zweckmäßig bei etwa 9 bis 13, vorzugsweise bei 10 bis 12 Gew.-%. PVAL wird bekanntlich durch Solvolyse (Alkoholyse, Umesterung, Hydrolyse) von Polyvinylaccetat (PVAC) hergestellt. Durch Steuerung des Polymerisationsgrades und Hydrolysegrades können PVAL mit den vorstehend angegebenen Eigenschaften in an sich bekannter Weise hergestellt werden. Wie bereits ausgeführt, sind diese Produkte im Handel erhältlich.

Als Polyvinylalkohol/Polyvinylacetat/Pfropfpolymerisate können ebenfalls im Handel erhältliche Prokukte verwendet werden, die eine ähnliche Viskosität besitzen wie die oben definierten PVAL:

Ein gemäß der Erfindung bevorzugtes Handelsprodukt hat eine Viskosität von etwa 2,100 bis 2,300 mPa s, vorzugsweise von etwa 2,200 mPa s, gemessen bei 20°C, wobei in einem Rotationsviskosimeter (Rheomat 30, eingetragenes Warenzeichen, der Firma Contraves) mit einem stufenlos ansteigenden Schergefälle von 2,91 s^-1 bis 157 s^-1 geschert wurde. Das Produkt zeigt auch eine starke Thixotropie. Die Glasumwandlungstemperaturen, bestimmt mit Hilfe der thermomechanischen Analyse, sind wie folgt: Die unter einer dynamischen Wechsellast von 10 g im Temperaturbereich von -100 bis +120°C aufgenommenen Deformationskurven des Probenmaterials zeigen zwei Glasumwandlungstemperaturen, sowie einen Schmelzpunkt.

Die thermomechanische Analyse ergab Glasübergänge bei +6°C und bei +38°C. Der Hauptübergang liegt bei +6°C (vermutlich vom PVAC verursacht). Der Schmelzbereich beginnt bei +80°C, der Erweichungspunkt wurde bei etwa 98°C ermittelt. Der Gehalt an Polyvinylacetat liegt zweckmäßig im Bereich von etwa 75 bis 85%, vorzugsweise bei etwa 80%. Es können natürlich auch andere Handelsprodukte verwendet werden, die Polyvinyalkohol/ Polyvinylacetat/Pfropfploymerisate mit ähnlichen Eigenschaften darstellen.

Die Alkoholkomponente der Phosphorsäureester enthält vorzugsweise 1 bis 4, besonders bevorzugt 3 bis 4 Kohlenstoffatome. Geradkettige Ester sind bevorzugt, wie das Tri-n-Butylphosphat. Auch hierbei handelt es sich um Handelsprodukte.

Diese Produkte werden als Antischaummittel, z. B. für die Textilindustrie angeboten. Es ist überraschend, daß der Gehalt dieser Mittel in wäßrigen aufhellenden Grundiermitteln in Kombination mit den oben definierten speziellen Bindemitteln zu dem oben beschriebenen und nachfolgend erläuterten Effekt führt. Der Grund für diese überraschende Wirkung ist nicht bekannt.

Die Grundiermittel enthalten die Phosphorsäureester bevorzugt in einer Menge von mindestens etwa 0,05, noch stärker bevorzugt von mindestens etwa 0,1 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Bindemittel. Die obere Grenze für den Gehalt der Phophorsäureester liegt vorzugsweise bei etwa 3 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt bei etwa 1 Gewichtsteil auf 100 Gewichtsteile Bindemittel.

Der Gehalt an Bindemittel in den Grundiermitteln hängt vom jeweiligen Verwendungszweck und der Art der Applikation ab, wie dies dem Fachmann auf diesem technischen Gebiet bekannt ist. Im allgemeinen liegt der Festkörpergehalt an Bindemitteln in den Grundiermitteln im Bereich von ewa 2 bis 30 Gew.-%, wobei Grundiermittel mit höherem Festkörpergehalt z. B. für einen Walzauftrag geeignet sind, während für den Spritzauftrag ein geringerer Bindemittelgehalt zweckmäßig ist, weil zum Spritzen in der Regel weniger viskose Lösungen verwendet werden.

Die Verwendung von wäßrigen Grundiermitteln hat natürlich den Vorteil, daß Belästigungen durch Dämpfe organischer Lösungsmittel vermieden werden. Es kann aber zweckmäßig sein, daß man den Grundiermitteln geringe Mengen an mit Wasser mischbaren schnellflüchtigen organischen Lösungsmitteln zusetzt, um ein schnelleres Abdunsten zu erreichen, wie dies auch bei den bekannten Grundiermitteln üblich ist. Bevorzugt als solche organische Lösungsmittel sind aliphatische Alkohole.

Beispiele sind geradkettige oder verzweigte Monoalkohole mit 1 bis 6 C-Atomen, vorzugsweise solche mit 1 bis 4, besonders bevorzugt mit 3 oder 4 C-Atomen, gegebenenfalls im Gemisch mit Ethylalkohol. Besonders bevorzugt ist Isopropanol und/oder Isobutanol. Es können aber auch z. B. aliphatische, niedere Ketone mit insgesamt 1 bis 6 C-Atomen eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Azeton, Methyl-Ethyl-Alkohol, Methyl-Isobutyl-Keton. Die Menge der organischen Lösungsmittel hängt vom Ausmaß der gewünschten Beschleunigung der Abdunstung ab, wie dies dem Fachmann bekannt ist. In der Regel werden auf, 100 Gewichtsteile Wasser bis zu etwa 100 Gewichtsteile, vorzugsweise bis zu etwa 50 Gewichtsteile organische Lösungsmittel eingesetzt.

Als Pigmente und/oder Farbstoffe können die auf dem Gebiet der Grundiermittel üblichen Produkte eingesetzt werden, wenn ein bestimmter Farbton erzielt werden soll. Bevorzugt sind solche Farbstoffe, die in Wasser als auch in den oben erwähnten organischen Lösungsmitteln löslich sind. Es können die im Handel erhältlichen Produkte eingesetzt werden.

Weitere übliche Zusatzstoffe sind Netzmittel (z. B. im Handel erhältliche Produkte), Fungizide (z. B. im Handel erhältliche Produkte), die Korrosion verhindernde Mittel, z. B. Natriumbenzoat, gegebenfalls im Gemisch mit Natriumnitrit, usw.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Grundiermittel einen schwach alkalischen pH-Wert von 7 bis 9, vorzugsweise von 7,5 bis 8 auf. Die Einstellung erfolgt zweckmäßig durch Zugabe von Ammoniak.

Die Grundiermittel werden in üblicher Weise auf die zu behandelnden Holzflächen aufgebracht, z. B. Streichen, Spritzen, Gießen, Sprühen. Die Auftragsmenge beträgt zweckmäßig etwa 10 bis 70 g/m².

Nach dem Auftrag wird das Wasser und gegebenenfalls die Lösungsmittel durch Anwendung von erwärmter Luft abgedunstet. Die Luft sollte zweckmäßig eine Temperatur von mindestens etwa 40°C, vorzugsweise mindestens etwa 60°C und besonders bevorzugt mindestens etwa 80°C aufweisen. Die obere Temperaturgrenze für die erwärmte Luft liegt zweckmäßig bei etwa 110°C, bevorzugt bei etwa 100°C und besonders bevorzugt bei etwa 90°C. Das Abdunsten erfolgt zweckmäßig in bekannten hierfür vorgesehenen Anlagen, z. B. Düsentrocknern. Es ist zweckmäßig, daß das Abdunsten relativ schnell erfolgt, d. h. das Wasser und gegebenenfalls Lösungsmittel im wesentlichen innerhalb von etwa 0,5 bis 3 Minuten nach dem Auftrag entfernt wird. Ein zu langes Abdunsten führt zu rauher Oberfläche. Ein zu schnelles Abdunsten erfordert in der Regel zu hohe Temperaturen, die über den vorstehend genannten bevorzugten Temperaturen liegen.

Die Holzflächen, die mit dem Polyvinylalkohol als Bindemittel enthaltenden Grundiermitteln behandelt sind, lassen sich mit handelsüblichen, geeigneten Holzbeizen weiterbehandeln. Unter dem Begriff "geeigneten" werden solche Holzbeizen verstanden, die Bindemittel enthalten, die mit Polyvinylalkohol als Bindemittel im Grundiermittel eine gewisse Verträglichkeit aufweisen. Man kann die so behandelten Holzflächen auch direkt mit üblichen Lacken lackieren. Nicht zweckmäßig sind jedoch zum direkten Lackieren sogenannte UV-Lacke, weil die in diesen UV-Lacken enthaltenen speziellen Bindemittel nicht so gut an den gemäß der Erfindung behandelten Holzoberflächen haften.

Holzflächen, die mit erfindungsgemäß verwendeten Grundiermitteln behandelt sind, welche die oben beschriebenen Pfropfpolymerisate enthalten, lassen sich nicht sehr gut überbeizen, haben aber eine ausgezeichnete Empfänglichkeit für alle Arten von Lacken.

Gegenstand der Erfindung ist deshalb auch die Verwendung der oben definierten wäßrigen Grundiermittel zur Behandlung von Holzflächen, insbesondere zum Aufhellen und/oder Egalisieren, z. B. von gestürzten Furnieren. Wie bereits ausgeführt, können die Grundiermittel Pigmente und/oder Farbstoffe enthalten, um ein Umtönen des Farbtones der zu behandelnden Holzflächen zu erzielen. Gemäß der Erfindung wird eine erheblich stärkere Aufhellwirkung und gleichmäßigere Egalisierwirkung erreicht, als mit den bekannten Grundiermitteln des Stands der Technik. Diese Wirkung ist zudem so stark, daß die mit den Grundiermitteln behandelten Holzflächen geschliffen werden können, ohne daß eine Effekteinbuße eintritt.

Beispiel 1

Folgende Komponenten werden in üblicher Weise miteinander vermischt:

68Gewichtsteile einer im Handel erhältlichen Lösung von Polyvinylalkohol mit einem Gehalt von 30 Gew.-% Festkörper Polyvinylalkkohol. Der Polyvinylalkohol hat als 4%ige wäßrige Lösung eine Viskosität von etwa 4 mPa s (wie oben angegeben), einen Hydrolysegrad von etwa 86 bis 89, eine Esterzahl von etwa 130 bis 150 und einen Restacetylgehalt von etwa 10 bis 12.  0,7Gewichtsteile Tri-n-Butylphosphat 18Gewichtsteile Isopropylalkohol  0,2Gewichtsteile Ammoniumhydroxyd (Konzentration: 25 Gew.-%, Dichte 0,91) 13,1Gewichtsteile Wasser.

Mit diesem Grundiermittel wird eine Holzoberfläche aus Roteiche durch Walzauftrag in einer Menge von 15 g/m² beschichtet und anschließend in einem Düsentrockner bei 80°C Temperatur der Umluft abgedunstet.

Es wird eine sehr starke und dauerhafte Aufhellwirkung erzielt. Das Porenbild ist nicht verschleiert. Eine gute Egalisierung der Hell-Dunkel-Schattierung wird erzielt. Die so behandelte Holzfläche ist mit Lösemittelbeizen überbeizbar und/oder mit Lacken auf Basis Nitrozellulose, säurehärtenden Bindemitteln und Polyurethanen überlackierbar.

Beispiel 2

Folgende Komponenten werden in üblicher Weise miteinander vermischt:

68Gewichtsteile PVAC/PVAL/Pfropfpolymerisat-Dispersion (es handelt sich um eine wässrige Dispersion mit einem Feststoffgehalt von etwa 26 Gew.-%, einem pH-Wert von etwa 6, einer Viskosität von 3300 mPa s bei 20°C, gemessen im Epprecht-Rheometer STV (NS-CII))  0,3Gewichtsteile Tri-n-Butylphosphat 20Gewichtsteile Isopropanol  0,5Gewichtsteile Ammoniumhydroxid (Konzentration: 25 Gew.-%) 11,2Gewichtsteile Wasser

Die Verarbeitung kann wie im Beispiel 1 beschrieben erfolgen. Es ist auch eine Überlackierung mit UV-Lacken möglich. Holzflächen, die mit dem Grundiermittel gemäß diesem Beispiel behandelt sind, werden zweckmäßig nicht mit einer Beize nachträglich behandelt, weil das in diesem Beispiel verwendete Bindemittel durch die Beizen etwas angelöst werden kann.

Beispiel 3

Folgende Komponenten werden in üblicher Weise miteinander vermischt:

55Gewichtsteile PVAC/PVAL/Pfropfpolymerisat (wie in Beispiel 2)  0,3Gewichtsteile eines im Handel erhältlichen Nonylphenylpolyglykolethers als Netzmittel  4Gewichtsteile einer feinverteilten Aufschlämmung von Titandioxid in Wasser mit einem Feststoffgehalt von 75 Gew.-% (Handelsprodukt)  0,4Gewichtsteile Tri-n-Butylphosphat 13Gewichtsteile eines Gemisches aus Isopropanol und Isobutanol im Verhältnis 4 : 6  0,5Gewichtsteile Ammoniumhydroxyd (Konzentration: 25 Gew.-%)  0,4Gewichtsteile eines Gemisches aus gleichen Teilen Glykol und Glykolether 25,8Gewichtsteile Wasser  0,6Gewichtsteile einer Lösung von 0,02 Gewichtsteilen wasserlöslicher Beizfarbstoffe in 0,58 Gewichtsteilen Wasser.

Die Anwendung kann wie im Beispiel 2 beschrieben erfolgen. Dieses Grundiermittel ist besonders geeignet zur Behandlung von Roteiche, um das Erscheinungsbild von Weißeiche zu erhalten. Eine klare Porenzeichnung ohne Verschleierung bleibt erhalten. Die behandelten Holzflächen sind ohne Effektverlust schleifbar. Bei verschiedenfarbigen Roteiche-Furnieren kann eine farbtonstabilisierende Wirkung erzielt werden. Überlackierbarkeit ist wie im Beispiel 2 gegeben.

Claims (2)

1. Verwendung eines wäßrigen, einen pH-Wert von 7 bis 12 aufweisenden Grundiermittels, bestehend aus:

   • (a) als Bindemittel Polyvinylalkohol und/oder Polyvinylalkohol/ Polyvinylacetat/Pfropfpolymerisate,
   • (b) auf 100 Gewichtsteile Bindemittel 0,01 bis 6 Gewichtsteile Ester der Orthophophorsäure mit aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 6 C-Atomen,
2. üblichen Zusatzstoffen, Pigmenten und/oder Farbstoffen sowie gegebenfalls mit Wasser mischbaren schnellflüchtigen organischen Lösungsmitteln, zur Behandlung von Holzflächen.