DE3422965A1

DE3422965A1 - Verfahren zur herstellung von mit einem oberflaechenschutz versehenen schichtstoffplatten oder -folien

Info

Publication number: DE3422965A1
Application number: DE19843422965
Authority: DE
Inventors: Bert 5168 Nideggen Féron; Lothar Dipl.-Chem. 5160 Düren Höls
Original assignee: Aluminium Feron GmbH and Co KG
Current assignee: Aluminium Feron GmbH and Co KG
Priority date: 1984-06-22
Filing date: 1984-06-22
Publication date: 1986-01-02
Also published as: DE3422965C2; IT8521239A0; IT1184250B

Description

Verfahren zur Herstellung von mit einem Ober-
flächenschutz versehenen Schichtstoffplatten oder - folien Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit einem Uberflächenschutz versehenen Schichtstoffplatten oder -folien auf Phenolharz/Melaminharzbasis.
Schichtstoffplatten auf Phenolharz/Melaminharzbasis sind bekannt und finden in breitem Umfang beispielsweise in der Möbelindustrie Verwendung. Es handelt sich hierbei um Laminate, die in der Regel einen phenolharzgetränkten Kernbogen (Core sheet), einen darauf angeordneten melaminharzgetränkten weißen bzw. gemusterten Bogen (pattern sheet) und einen darüber angeordneten Dec!boaen (covershect) umfassen. Dc eweillgen birnen l:!erden bei Temperaturen um 10C zu festen Laminaten vcrpreRt.
Da diese Schichtstoffplatten nicht witterunnsbeständig sind, werden sie nur für innere Anwendungszwecke eingesetzt. Auch in bezug auf diese Anwendungsfälle läßt jedoch die Oberflächenfestigkeit von derartigen Schichtstoffplatten noch Wünsche offen. Sie sind relativ empfindlich in bezug auf örtlich begrenzt angreifende Kräfte, so daß sich Risse und Kratzer bilden.
Um derartige Schichtstoffplatten auch für äußere Anwendungszwecke nutzen zu können, hat man deren Oberfläche nachträglich lackiert. Dabei hat man die Lacke aufgestrichen bzw. aufgespritzt. Das Haftungsvermögen dieser nachträglich auf die Platten aufgebrachten Lacke ist jedoch relativ schlecht, so daß die aufgebrachte Schutzschicht die ihr zugedachte Schutzfunktion nur unvollständig ausführen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein industriell anwendbares Verfahren zur Herstellung von mit einem Oberflächenschutz versehenen Schichtstoffplatten oder -folien auf Phenolharz/llelaminharzbasis zu schaffen, mit dem derartige Platten bzw. Folien in großer Serie und mit geringen Kosten hergestellt werden können, wobei der aufgebrachte Oberflächenschutz ein gutes Haftvermögen an der Basisplatte bzw. -folie besitzen soll.
Gemäß einer ersten Alternative der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man einen Transferlack auf ein Trägermaterial aufträgt, den Transferlack zumindest teilweise aushärten läßt, die aus dem Trägermaterial und dem Transferlack bestehende Folie zusammen mit den einzelnen Lagen der Schichtstoffplatte verpreßt und das Trägermaterial nach dem Abkühlen abzieht.
Gemäß einer zweiten Alternative der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß man aus einem Polymerlack eine Gießfolie herstellt, die Folie zumindest teilweise aushärten läßt und zusammen mit den einzelnen Lagen der Schichtstoffplatte verpreßt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit das als Oberflächenschutz dienende Material nicht nach der Herstellung der Schichtstoffplatte auf diese in Form eines in einem Lösungsmittel gelösten Lackes aufgebracht, sondern das Material wird gleichzeitig mit der Herstellung der Schichtstoffplatte in Form einer Folie mit dieser verpreßt. Dadurch läßt sich einerseits vermeiden, daß das Lösungsmittel des Lackes in die Schichtstoffplatte eindringt, und andererseits erreichen, daß das Oberflächenschutzmaterial besonders gut an der oberen Schicht der Schichtstoffplatte haftet. Dieser Effekt einer verbesserten Haftwirkung wird noch dadurch weiter verbessert, wenn man die zum Verpressen dienende Folie, d.h. die mit dem Transferlack beschichtete Trägerfolie oder die Gießfolie, nicht vollständig aushärten läßt, so daß beim späteren gemeinsamen Verpressen mit den Lagen der Schichtstoffplatte noch reaktive Gruppen in den jeweiligen Lacksystemen der Folie vorhanden sind, die beim Verpressen zur Reaktion gebracht werden und somit zu einem verbesserten Haftungseffekt führen. Um diesen Effekt zu erreichen, kann man beispielsweise entweder solche Lacksysteme auswählen, die geblockte reaktive Gruppen aufweisen, beispielsweise Polyurethanlacke mit geblockten Isocyanatgruppen, oder man kann den Härtungsvorgang von Temperatur, Druck und Zeit her so steuern, daß kein vollständiges Aushärten erreicht wird und dieses erst beim nachträglichen Verpressen zusammen mit den Lagen der Schichtstoffplatte stattfindet. So kann man beispielsweise die Folie auf einer niedrigeren Temperatur aushärten lassen als sie beim nachfolgenden Verpressen Anwendung findet, oder man verkürzt den zum Aushärten erforderlichen Zeitraum in entsprechender Weise. Da in der Regel derartige Schichtstoffplatten bei einer Temperatur von 130 - 1700C verpresst werden, läßt man vorzugsweise die Folie bei einer Temperatur unter 1300 C aushärten, beispielsweise bei einer Temperatur von 120°C. Es versteht sich, daß natürlich auch sowohl von der Auswahl der Lacksysteme her als auch von der Behandlung her solche Auswahlkriterien getroffen werden können, daß die mit den Lagen der Schichtstoffplatte zu verpressende Folie noch reaktive Gruppen enthält.
Ein besonders gutes Handling über den gesamten Verfahrensablauf bei der industriellen Fertigung ergibt sich bei der ersten Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierbei bringt man einen Transferlack auf ein Trägermaterial, beispielsweise eine Metallfolie, Kunststoffolie oder Papierbahn auf, wobei dies beispielsweise dadurch geschehen kann, daß man das Trägermaterial mit dem in einem Lösungsmittel rielösten Transferlack bestreicht oder daß man den Transferlack direkt auf das Trägermaterial aufextrudiert, d.h. ohne Lösungsmittel aufbringt. Als Trägermaterial wird vorzugsweise eine Metallfolie, beispielsweise eine Aluminiumfolie, verwendet, die eine Stärke von 6 - 300um aufweisen sollte.
Diese Folie kann mit Kunststoff und/oder Papier kaschiert sein, so daß sich eine Verbundfolie mit einem entsprechenden Aufbau ergibt. Es sind herbei diverse Kombinationen möglich, wobei die Schicht, auf der der Transferlack aufgebracht wird, ein gutes Trennungsvermögen in bezug auf den Trensferlacl besitzen sollte. Um dieses Trennungsvermögen zu verbessern, wird die entsprechende Schicht zweckmäßigerweise mit einem Trennmittel behandelt, bevor der Transferlack aufgebracht wird.
Als Trägermaterial für den erfindungsgemäßen Einsatzzweck können jedoch auch Kunststoffolien, etwa in einer Stärke von 8 - 300 um, oder Papier bahnen, etwa in einer Stärke von 18 - 300 g/m2, Verwendung finden. Es sind ferner Verbunde zwischen beiden Materialien möglich.
Nach dem Aushärten des auf das Trägermaterial aufgebrachten Transferlackes kann die entsprechende Folie zu Bahnen gerollt und zum Schichtstoffplattenhersteller gefördert werden. Die Folie wird dann zusammen mit den einzelnen harzgetränkten Papierlagen für die Schi;htstoffplatte in einer geeigneten Presse verpresst, wobei in der Regel Temperaturen zwischen 130 und 1700C und Drücke über 40 bar, insbesondere um 100 bar, zur Anwendung gelangen. Der Transferlack teilweise/ gerät dabei wieder in einen plastischen Zustand, und es kommt zu einer guten Flaftung mit der Deckschicht der Schichtstoffplatte, wobei diese Haftung durch das Reagieren der ggf. noch vorhandenen reaktiven Gruppen des Transferlackcs unterstützt wird. Nach dem Abkühlen der auf diese Weise hergestellten Schichtstoffplatte kann das Trägermaterial, beispielsweise die Aluminiumfolie, von der Platte abgezogen erden, wobei der ausgehärtete Transferlack auf der Oberfläche der Schichtstoffplatte verbleibt. Dieser Lack sorgt für einen besonders guten Oberflächenschutz.
Durch die Verwendung einer Trägerfolie wird nicht nur das Handling des Material während des Verfahrens verbessert, sondern das Trägermaterial sorgt auch für eine Strukturierung der auf die Schichtstoffplatte aufgebrachten Lackschicht, die ije nach dem verwendeten Trägermaterial, beispielsweise Hetallfolie, Kunststofffolie, Papier, unterschiedlich ausfallen l;ann.
Uber in den Transferlack ein0earbeitete laierungsmittel kann eine geeignete tiattierung der Schichtstoffplattenoberfläche erreicht werden. Es können transparente oder eingefärbte Lacksysteme Verwendung finden, je nach dem speziellen Anwendungsfall.
Bei der zweiten Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus einem Polymerlacksystem, der den entsprechenden Oberflächenschutz für die Schichtstoffplatte bilden soll, eine Gießfolie hergestellt, und diese Folie wird direkt mit den einzelnen Lagen der Schichtstoffplatte zur Herstellung derselben bei den üblichen Herstellungsbedingungen verpresst. Es können beispielsweise Folienstärken über lOpm Verwendung finden.
Als Transferlacke bzw. als Lacke zur Herstellung der Gießfolie können eine Vielzahl von Materialien eingesetzt erden. Hierzu zählen beispielsweise: Polyvinychlorid, Mischpolymerisate aus Vinylchlorid und Vinylacetat, Mischpolymerisate aus Vinylchlorid, Vinylacetat, Acrylsäure und/oder Maleinsäure , ischpolymerisate aus Vinylchlorid und Vinylisobutyläther, Polyvinylidenchlorid, Mischpolymerisate des Vinylidenchiorids mit Vinylacetat, Vinylchlorid, Acrylnitril, Acrylsäure, Polyvinylidenfluorid, Polyvinylester, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetal, Polyvinyläther, Polyvinylpyrrolidon, Polycrylate, Polymethacrylate, Polymerisate und Mischpolymerisate des Styrols, tiischpolymerisate des Butadiens und von Kohlenwasserstoffharzen, Cumaronharze, Indenharze, Siliconharze, Siliconkautschuk, Derivate des natürlichen und künstlichen Kautschuks, Cellulosenitrat, Celluloseacetat, Celluloseacetobutyrat, Cellulosepropionat, Celluloseäther, Benzylcellulose, organische Polysulfidpolymere, Polysulfonharze, Polyimidhar7e, Polyspiranharze, chlorierte Polyäther, Methyl-, Hydroxyäthylcellulose, Phenol-Formaldehydharze, harzsäuremodifizierte Phenol-Formaldehydharze, Alkylphenolharze, Terpenphenolharze, Phenol-Acetaldehydharze, Furfuralharze, Harnstoffharze, Urethanharze, Triazinharze, Melaminharze, Epoxidharze, Cyanamidharze, Sulfoamidharze, Anilinharze, Benzolkohlenwasserstoff-Formaldehydharze, Benzoguanaminharze, Aldehydharzc, Ketonharze, Polyesterharze, Polyamidharze und deren Reaktionsprodukte mit amino- und amidogruppenhaltigen Verbindungen, hydroxyl-, carboxyl- und isocyanatgruppenhaltigen Verbindungen, geblockten isocynanatgruppen- haltigen Verbindungen, organofunktionellen Silanen, Titanacetylacetonat, Polyaziridinen.
Als bevorzugte Lacksysteme finden Lacke auf Acrylharzbasis und Polyurethanlacke, insbesondere solche mit geblockten Isocyanatgruppen, Verwendung. Die auf diese Weise mit einer Polyurethanlackoberflächenschicht versehenen Schichtstoffplatten besitzen eine ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit und lassen sich insbesondere für äußere Anwendungszwecke verwenden, beispielsweise als Fassadenplatten o. dgl. Die mit einer Oberflächenschicht aus einem Lack auf Acrylhirzbasis versehenen Schichtstoffplatten weisen in bezug auf die Witterungsbeständigkeit ebenfalls gute Eigenschaften auf wie die vorstehend erwähnten Platten, dürften jedoch-eher für innere Anwendongs2wectee, beispielsweise in der tiöbelindustrie, geeignet sein.
Die Lacke sind ferner UV- und IR-beständig.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert.
Beispiel 1 Eine Aluminiumfolie, weich, nach DIN 1712, Stärke zoom, wurde mit einem Trennmittel, beispielsweise dem Produkt Fluoricon 180FC der Acmos-Chemiederart behandelt, daß ein Auftragsgewicht von 0,3 - 0,5g/m2 Trennmittel nach der Trocknung in einem Umlufttrockenschrank bei 1000C resultierte.
Die mit dem Trennmittel versehene Aluminiumfolie wurde mittels eines Rakels in einem oder mehreren Strichen auf der mit dem Trennmittel versehenen Seite mit einem Lacksystem beschichtet, das ein Polyvinylbutyral mittleren tiolekulargewichts von 55.000 mit einem Gehalt von 75-80% aufwies. Dazu wurde eine 15%ige Lösung des Handelsproduktes Rhovinal B 20/20 der Rhone-Poulenc Polymeres in Methyläthylketon verwendet, welche in einem oder mehreren Strichen aufgetragen wurde, bis nach Verdampfen des Lösungsmittels in einem Uml ufttrockenschrank bei 800C ein Auftragsgewicht von ca. 20g/m2resultierte.
Die derart mit dom Trennmittel und dem Transferlack versehene Folie wurde gegen eine Kombination aus melaminharzgetranktem Papier und phenolharzgetränktem Papier verpresst, wobei die Folie mit doin melaminharzgetränkten Papier in Kontakt gebracht wurde. Es waren folgende Preßbedingungen vorhanden: Druck 100 bar, Temperatur 145°C, Zeit 15 min. Nach dem Pressvorgang wurde der Verbund abgekühlt und die Aluminiumfolie durch Abziehen entfernt.
Der Transferlack auf Polyvinylbutyralbasis verblieb auf der erstellten Schichtstoffplattenoberfläche.
Beispiel 2 Es wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen, llobei jedoch anstelle eines Polyvinylbutyrals eine ?.-0%ige Lösung eines Methacrylsäureesters (liandelsprodukt Neocryl B702 der Polyvinylchemie) in i\thylacetat verwendet wurde.
Beispiel 3 Es wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen, wobei jedoch anstelle eines Polyvinylbutyrals ein partiell hydrolysiertes Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisat (Handelsprodukt VAGH der Firma Union Carbide) kombiniert mit einem Melaminharz (Handelsprodukt Maprenal MF 650 der Firma Hoechst AG) verwendet wurde. Dazu versetzte man 100 Gewichtsteile einer 20igen Lösung des partiell hydrolisierten Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisates in Äthylacetat mit 4 Gewichtsteilen des Melaminharzes und trocknete danach in einem Umlufttrockenschrank bei 110°C.
Beispiel 4 Eine Aluminiumfolie, weich, nach DIN 1712, Stärke 2zum, wurde mit einem Trennmittel, beispielsweise dem Produkt Fluoricon 180 FC der Acmos-Chemie, derart behandelt, daß nach der Trocl<nung in einem Umlufttrockenschrank bei 1000C ein Auftragsgewicht von 0,2 - 0,4 g/m2 Trennmittel resultierte.
Af die mit dem Trennmittel versehene SeIte wurde das unter der nachfolgenden Rezeptur 1 aufgeführte Lacksystem aufgestrichen und danach über 60 sec. bei 1600C in einem Umlufttrockenschrank getrocknet. Das resultierende Auftragsgewicht betrug ca. 30 g/m2.
Rezeptur 1 Athylacetat 25 Gewichtsteile Athyäthylketon 25 verzweigter hydroxylgruppenhaltiger Polyester (Produkt Desmophen 690 der Firma Bayer AG) 50 Gewichtsteile Polyfunktionelles aliphatisches Isocyanat (Produkt Desmodur n der Firma Bayer AG) 10,5 Gewichtsteile Auf diese Schicht wurde der unter Rezeptur 2 aufgeführte Lack aufgetragen und in einem Umlufttrockenschrank 120 sec bei 1000C getrocknet. Das hieraus resultierende Auftragsgewicht betrugt ca. 20g/m2.
Rezeptur 2 A"thylacetat 25 Gewichtsteile Athyläthylketon 25 verzweigter hydroxylgruppenhaltiger Polyester (Produkt Desmophen 690) 50 Gewichtsteile geblocktes Isocyanat (Produkt Desmodur kl-5-237l der Firma Bayer AG) 3ß,6 Gewichtsteile.
Die so erhaltene beschiciltete Aluminiumfolie wurde mit der lackierten Seite gegen eine Kombination aus phenolharzgetränktem und fnelaminharzgetränktem Papier derart verpresst, daß die auf der Aluminiumfolie befindlichen Lacke auf das melaminharzgetränkte Papier übertragen wurden. Bei dem dazu benötigen Preßvorgang betrug der Druck 100 bar, die Zeit 20 min. und die Temperatur 150°C.
Nach dem Preßvorgang ließ sich die Aluminiumfolie von dem Laminat entfernen, und es resultierte ein Produkt, bei welchem die Polyurethanlacke auf die phenol- und melaminharzgetränkten Papiere iibertragen worden waren.
Abschließend sei bemerkt, daß der in den Patentansprü-und der Beschreibunn erwähnte ßeqriff "Aushärten des Leckes" sämtliche Formen des Erstarrens aus einem flüssigen bzw. plastischen Zustand umfassen soll, insbesondere ein Trocknen des Lackes durch Austreiben des bzw. der Lösungsmittel.
Die erfindungsgemäß hergestellten Oberflächenschichten erfüllen nicht nu sine reine Schutzfunktion, sondern können auch zu dekorativen Zwecken vorgesehen vierten.
Beide Funktionen können einzeln oder kombiniert angestrebt erden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von mit einem Oberflächenschutz versehenen Schichtstoffplatten oder -folien auf Phenolharz/Melaminharzbasis, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Transferlack auf ein Trägermaterial aufträgt, den Transferlack zumindest teilweise aushärten läßt, die aus dem Trägermaterial und dem Transferlack bestehende Folie zusammen mit den einzelnen Lagen der Schichtstoffplatte verpreßt und das Trägermaterial nach dem Abkühlen abzieht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die F-olie zum Aushärten des Transferlackes über einen solchen Zeitraum mit einer solchen erhöhten Temperatur behandelt, daß danach im Transferlack noch reaktive Gruppen vorhanden sind, die durch die beim Verpressen der Schichtstoffplatte herrschenden Bedingungen zur Reaktion gebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den auf das Trünermateral aufgetragenen Transferlack bei geringeren Terlp aturen bzw. in geringeren Zeiträumen als bein Verpressen der Schichtstoffplatte aushärten läßt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Folie zum Aushärten des Tr-ansferlackes auf eine Temperatur bis ca. 12uOC erhitzt und die Schichtstoffplatte bei einer Temperatur bis ca. 170°C verpresst.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Transferlack in einem Lösungsmittel gelöst auf das Trägermaterial aufbringt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Transferlack im plastischen Zustand direkt auf das Trägermaterial aufextrudiert.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Trägermaterial vor dem Aufbringen des Transferlackes mit einem Trennmittel versieht.
8. Verfahrennach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Trägermaterial eine Metallfolie, insbesondere Aluminiumfolie, verwendet.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Metallfolie verwendet, die mit Papier und/oder Kunststoff kaschiert ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Trügermaterial eine unststoffolie verwendet.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, mit/ daß man eine Papier kaschierte Kunststoffolie verwendet.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Trägermaterial Papier verwendet.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Transferlack auf Acrylharzbasis verwendet.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Transferlack auf Polyurethanlackbasis verwendet.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyurethanlack ein solcher mit geblockten Isocyanatgruppen verwendet wird.
16. Verfahren zur Herstellung von mit einem Oberflächenschutz versehenen Schichtstoffplatten oder - folien auf Phenolharz/Melaminharzbasis, dadurch gekennzeichnet, daß man aus einem Polymerlack eine Gießfolie herstellt, die Folie zumindest teilweise aushärten läßt und zusammen mit den einzelnen Lagen der Schichstoffplatte verpreßt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gießfolie zum Aushärten über einen solchen Zeitraum mit einer solchen erhöhten Temperatur behandelt, daß danach noch reaktive Gruppen vorhanden sind, die durch die beim Verpressen der Schichtstoffplatte vorhandenen Bedingungen zur Reaktion gebracht werden.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gießfolie zum Aushärten auf eine Temperatur bis ca. 1200C erhitzt und die Schichtstoffplatte bei einer Temperatur bis ca. 1700C verpresst.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche lC--18, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Gießfolie auf Polyurethan- lackbasis herstellt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyurethanlacl< einen solchen mit geblockten Isocyanatgruppen verwendet.
21. Transferfolie zur Verwendung in dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 15.
22. Gießfolie zur Verwendung in dem Verfahren nach einem der Ansprüche 16 - 20.