EP1587870A1 - Verwendung von melaminharzfolien und/oder -filmen zur beschichtung von dreidimensional strukturierten oberflächen und/oder formkörpern - Google Patents
Verwendung von melaminharzfolien und/oder -filmen zur beschichtung von dreidimensional strukturierten oberflächen und/oder formkörpernInfo
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- EP1587870A1 EP1587870A1 EP04701297A EP04701297A EP1587870A1 EP 1587870 A1 EP1587870 A1 EP 1587870A1 EP 04701297 A EP04701297 A EP 04701297A EP 04701297 A EP04701297 A EP 04701297A EP 1587870 A1 EP1587870 A1 EP 1587870A1
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- coating
- iii
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- Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
Definitions
- the present invention relates to melamine resin films and / or films made from cellulose-containing fibrous materials containing an aqueous solution
- the invention further relates to special aqueous synthetic resin mixtures.
- Thermoplastic films are usually used for 3D coating of materials, e.g. for coating wood-based materials in the furniture industry.
- the significant advantage of these thermoplastic films has so far been their elasticity, disadvantageous are the high costs in the manufacture, among other things. caused by the additional use of adhesives and the expected disposal costs.
- melamine resin films are mainly used for the surface treatment of wood-based materials such as chipboard, hardboard and blockboard.
- the melamine resin films are glued to the surfaces or edges of the wood-based materials with a suitable adhesive, if necessary using heat and pressure.
- the coating with melamine resin films is intended to improve the resistance of the wood-based materials to mechanical stresses and their water resistance.
- the melamine resins were modified, for example by adding guanamine according to DE-A 44 39 156 or by adding small amounts of an aqueous synthetic resin dispersion according to DE-A 38 37965.
- a combination of aminoplast resins with acrylate dispersions brings about a certain elasticity of the films produced according to DE-A 3700 344.
- the patents described above only disclose the production of so-called soft edges. When coating the soft edges with these melamine resin films, as described in the examples, adhesives are required in order to attach the resin films to the edges.
- the known melamine resin films can still be improved with regard to their deformability.
- the furniture manufacturers for the uniform coating of surfaces with three-dimensional structures such as those e.g. in some styles (country-style furniture) and / or moldings, it is desirable that melamine resin films or melamine resin films can be used which, compared to the known ones, have improved elasticity with improved or at least equally good other properties.
- the coating should be carried out in a single pressing process. The main characteristic of such foils or films lies in their deformability during the pressing process.
- the present invention was based on the object of identifying melamine resin films and / or films which are suitable for the flat coating of three-dimensionally structured surfaces, shaped bodies and three-dimensionally structured objects with sharp-edged elements and yet have the usual quality features of a melamine resin film or film. Furthermore, a synthetic resin mixture is to be made available which is particularly advantageous for impregnating cellulose-containing fibrous materials for the production of melamine resin films for 3D coating.
- the object was achieved by using melamine resin films and / or films made from cellulose-containing fibrous materials or fabrics containing an aqueous solution
- aqueous solutions for the subsequent or preliminary and subsequent soaking of the cellulose-containing fibrous materials are particularly suitable if they are
- Formaldehyde condensation product and (iii) 20 to 90% by weight, in particular 30 to 80% by weight, of a polymer dispersion
- Auxiliaries and additives can also be added to the melamine resin mixture according to the invention, for example 0.1 to 50% by weight, preferably 0.2 to 30% by weight, in particular 0.5 to 20% by weight of urea, caprolactam, Phenyl diglycol, butanediol and / or sucrose, based on 100% by weight of the mixture (i) to (iii). It can also contain conventional additives such as wetting agents, curing agents and catalysts.
- Melamine-formaldehyde condensation products are used as structural component (i).
- the production of the structural component (i) is generally known.
- melamine-formaldehyde condensation products are etherified with d- to C-alkanols such as methanol, ethanol, propanol and / or butanol. Methanol and ethanol are preferred.
- the production of the structural component (ii) is generally known.
- the melamine-formaldehyde condensation product is typically mixed with 20 to 30 mol of methanol and etherified at pH values from 1 to 5 and temperatures from 40 to 80 ° C.
- the condensation conditions depend on the water dilutability desired for the resin, which is at least 1: 6.
- the melamine resins are freed from excess alcohol and formaldehyde by distillation. Possibly present residual formaldehyde is the addition of urea at temperatures from room temperature to 90 ° C preferably reacted 60 to 70 C C.
- copolymer dispersions are used, the copolymers of which preferably contain carboxyl, hydroxyl, amide, glycidyl, carbonyl, N-methylol, N-alkoxymethyl, amino and / or hydrazo groups.
- the above-mentioned functional groups in the copolymer are obtained in a customary manner by polymerizing in corresponding monomers which carry these functional groups.
- the copolymers generally contain the abovementioned functional groups in such an amount that they can contain 0.1 to 50% by weight, preferably 0.3 to 20% by weight, based on the copolymer, of these monomers having functional groups in copolymerized form.
- the main monomers of the comonomers with the abovementioned groups are the customary, copolymerizable olefinically unsaturated monomers, for example C to C 2 alkyl esters of acrylic acid and methacrylic acid, preferably d to C 8 alkyl esters, for example methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate , Propyl acrylate, propyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl acrylate and lauryl methacrylate; Vinyl esters of C 2 to C 4 carboxylic acids, for example vinyl acetate and vinyl propionate, C to C 4 dialkyl esters of maleic acid and fumaric acid, vinyl aromatics such as styrene, ⁇ -methylstyrene, vinyltolu
- the pH of the polymer dispersion is usually adjusted to 7.5 to 10 before the addition of the other components.
- the melamine resin film and / or film used according to the invention has the required high elasticity, which is necessary for coating three-dimensionally structured surfaces and / or moldings and / or structured objects with sharp-edged elements, without sacrificing the other quality properties.
- Sharp-edged elements are understood to mean, inter alia, edges, corners and tapering which describe a defined angle which results from two or more planes converging towards one another.
- cellulose-containing fibrous materials or fabrics or decorative paper are used in a manner known per se.
- the cellulose-containing fibrous materials are mixed with the melamine resin mixture (i) to (iii) according to the invention or with a melamine-formaldehyde impregnating resin or with a mixture of melamine-formaldehyde impregnating resins and lacquer resins or with a mixture of urea-formaldehyde resins and melamine resins.
- Pre-impregnated with urea-formaldehyde resins For every 100 parts by weight there are 25 to 85 parts by weight of the melamine resin mixture, based on the solids content of the melamine resin mixture.
- the impregnated fibrous materials are then dried to melamine resin films or melamine resin films in the customary manner, e.g. in a hot air stream at temperatures from 140 to 200 ° C.
- the further processing of the melamine resin films or melamine resin films is carried out by impregnating them with the melamine resin mixture (i) to (iii) and, if appropriate, using heat and pressure to bond the material part to be coated with the three-dimensionally structured surface.
- Preferred materials are wood-based materials, e.g. Country-style furniture and "Oriented Strand Board” (OSB) panels.
- the bonding is preferably carried out flat in a single work step, i.e. the three-dimensionally structured surface is coated with a single melamine resin film or sheet protruding over the complete structure in a single pressing process.
- the term “melamine resin film” is understood to mean a non-self-adhesive film, the term “melamine resin film” describing a self-adhesive film.
- Luhydran® S 937 T from BASF Aktiengesellschaft, a copolymer from an aqueous, hydroxyl-containing dispersion of a copolymer based on acrylic and methacrylic acid esters and styrene
- Decorative paper with a basis weight of 80 g / m 2 was pre-impregnated with component (i) (70% resin application based on the paper weight). After addition of 0.5% by weight hardener based on the synthetic resin mixture (eg hardener 529 liquid from BASF Aktiengesellschaft), the synthetic resin mixture from Example 1 was knife-coated onto the pre-impregnated decorative paper and then dried, so that the decorative papers had a solids content of 120 to 130% and had a residual moisture of 6 to 10%.
- hardener based on the synthetic resin mixture eg hardener 529 liquid from BASF Aktiengesellschaft
- Comparative example With the addition of 0.5% by weight of hardener based on component (i) (for example hardener 529 liquid from BASF Aktiengesellschaft), decorative paper with a weight of 80 g / m 2 was impregnated with and dried that the decorative papers had a solid content in the full impregnation of 120 to 130% and a residual moisture content of 6 to 10%.
- 3D coating and characterization With the addition of 0.5% by weight of hardener based on component (i) (for example hardener 529 liquid from BASF Aktiengesellschaft), decorative paper with a weight of 80 g / m 2 was impregnated with and dried that the decorative papers had a solid content in the full impregnation of 120 to 130% and a residual moisture content of 6 to 10%.
- the melamine resin film obtained was pressed onto an MDF (Medium Density Fiber) plate with a diameter of 16.5 cm including a 3D structure.
- 3D structures are contours with round and straight surfaces and / or edges with a defined angle.
- the pressing process took place in a laboratory press at 150 to 160 ° C under the force of 45 kN and in a time of 30-60 s.
- the deformability and the adhesion of the melamine resin film to the MDF board including a 3D structure was assessed.
- the coating should lie completely against the structure and adhere firmly to it without tearing or breaking.
- the resulting melamine resin film was placed on an MDF board at a temperature of 160-
- the quality of the hardening was determined by exposure to 0.2N hydrochloric acid for 16 hours
- the surface is not attacked by the acid.
- the strength of the attack can be judged from the strength of the red color.
- the closed or porous nature of the coated surface is used to assess the sensitivity to dirt.
- the surface to be tested was rubbed with black shoe polish and then cleaned again with a rag.
- the shoe polish remaining in the pores enables the closed surfaces to be assessed.
- Black degree The black degree was measured according to D 3265 with a tint tester 527 with brightness measuring head tint sensor. The measuring range covers 0-99.99 brightness units, whereby zero is the lowest brightness level (absolutely black). At values> 0.8, a distinct graying can already be seen. After the device was calibrated with a standard, the test specimen was measured three times and the mean value was given as black level.
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Melaminharzfolien und/oder -filmen zum Beschichten von dreidimensional strukturierten Oberflächen und/oder Formkörpern hergestellt aus cellulosehaltigen Faserstoffe, welche mit einer wässrigen Lösung enthaltend (i) ein Melamin-Formaldehyd-Kondensat, (ii) ein verethertes Melamin-Formaldehyd-Kondensat und (iii) eine Polymer-Dispersion nach- oder vor- und nachgetränkt werden.
Description
Verwendung von Melaminharzfolien und/oder -filmen zur Beschichtung von dreidimensional strukturierten Oberflächen und/oder Formkörpern
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft Melaminharzfolien und/oder -filme hergestellt aus cellulosehaltigen Faserstoffen, welche mit einer wässrigen Lösung enthaltend
(i) ein Melamin-Formaldehyd-Kondensat, (ii) ein verethertes Melamin-Formaldehyd-Kondensat und (iii) eine Polymer-Dispersion
nach- oder vor- und nachgetränkt wurden, zur Beschichtung von dreidimensional strukturierten Oberflächen und/oder Formkörpern (3D Beschichtung). Weiterhin betrifft die Erfindung spezielle wässrige Kunstharzmischungen.
Üblicherweise werden zur 3D Beschichtung von Werkstoffen Thermoplastfolien verwendet, z.B. zum Beschichten von Holzwerkstoffen in der Möbelindustrie. Der bedeutende Vorteil dieser Thermoplastfolien ist bislang deren Elastizität, nachteilig sind die hohen Kosten in der Herstel- lung u.a. verursacht durch die zusätzliche Verwendung von Klebemitteln, und die zu erwartenden Kosten für die Entsorgung. Wünschenswert ist, die selbstklebenden kostengünstigen Mel- aminharzfilme, die z.B. in der Möbelindustrie zur Veredelung von glatten Oberflächen verwendet werden, ebenso zur Beschichtung von dreidimensional strukturierten Flächen einzusetzen. Reine Melaminharze sind für diese Anwendung zu spröde. Verbesserte Flexibilität konnte nach DE-A 23 09334 mit veretherten Methylolgruppen tragenden Melaminharzen erzielt werden. Diese werden hauptsächlich zur Herstellung von Verbundwerkstoffen wie Melaminharzfolien eingesetzt. Hierzu werden z.B. Papiere, Gewebe oder Vliese mit dem Melaminharz imprägniert und bei Temperaturen von 100 bis 180°C ausgehärtet. Diese Melaminharzfolien werden vor allem zur Oberflächenvergütung von Holzwerkstoffen wie Span-Hartfaser- und Tischlerplatten einge- setzt. Die Melaminharzfolien werden hierzu mit einem geeigneten Klebstoff, gegebenenfalls unter Anwendung von Hitze und Druck, auf die Flächen oder Kanten der Holzwerkstoffe geklebt. Durch die Beschichtung mit Melaminharzfolien soll die Widerstandsfähigkeit der Holzwerkstoffe gegenüber mechanischen Beanspruchungen und ihre Wasserfestigkeit verbessert werden.
Um die zur Beschichtung von beispielsweise abgerundeten Kanten erforderliche Flexibilität und Elastizität zu erreichen, wurden die Melaminharze modifiziert, z.B. durch Zugabe von Guanamin nach DE-A 44 39 156 oder durch Zugabe geringer Mengen an einer wässrigen Kunstharz- Dispersion nach DE-A 38 37965. Eine Kombination von Aminoplastharzen mit Acrylat- Dispersionen bewirkt nach DE-A 3700 344 eine gewisse Elastizität der hergestellten Folien. Die
oben beschriebenen Patentschriften offenbaren ausschließlich die Herstellung von sogenannten Softkanten. Beim Beschichten der Softkanten mit diesen Melaminharzfolien werden wie in den Beispielen beschrieben Kleber benötigt, um die Harzfolien auf die Kanten zu befestigen.
Die bekannten Melaminharzfolien sind, was die Eigenschaft der Verformbarkeit betrifft, noch verbesserungsfähig. Insbesondere werden von den Möbelherstellern für die einheitliche Beschichtung von Flächen mit dreidimensionalen Strukturen, wie sie z.B. bei einigen Stilrichtungen (Möbel im Landhausstil) zu finden sind, und/oder von Formkörpern gewünscht, dass Melaminharzfolien oder Melaminharzfilme verwendet werden können, die gegenüber den bekannten eine verbesserte Elastizität aufweisen bei verbesserten oder mindestens gleich guten übrigen Eigenschaften. Darüber hinaus besteht der Wunsch, dreidimensionale Strukturen mit scharfkantigen Elementen flächig aus einem Material beschichten zu können. Bevorzugt sollen durch Modifizierung selbstklebende Melaminharzfilme, die bislang nur zur Beschichtung von glatten Oberflächen geeignet waren, zur 3D Beschichtung aufgezeigt werden. Die Beschichtung soll aus ästhe- tischen Gründen und gleichzeitig zur Vereinfachung der Herstellung in einem einzigen Presspro- zess erfolgen. Das Hauptmerkmal solcher Folien bzw. Filme liegt in der Verformbarkeit während des Pressprozesses.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Melaminharzfolien und/oder -filme auf- zuzeigen, die sich zur flächigen Beschichtung von dreidimensional strukturierten Oberflächen, Formkörpern und dreidimensional strukturierter Gegenstände mit scharfkantigen Elementen eignen und dennoch die üblichen Qualitätsmerkmale einer Melaminharzfolie oder -film aufweisen. Weiterhin soll eine Kunstharzmischung zur Verfügung gestellt werden, die sich besonders vorteilhaft zum Tränken von cellulosehaltigen Faserstoffen zur Herstellung von Melaminharzfil- men zur 3D Beschichtung eignet.
Gelöst wurde die Aufgabe durch die Verwendung von Melaminharzfolien und/oder filmen hergestellt aus cellulosehaltigen Faserstoffe oder Gewebe, die mit einer wässrigen Lösung enthaltend
(i) ein Melamin-Formaldehyd-Kondensat,
(ii) ein verethertes Melamin-Formaldehyd-Kondensat und
(iii) eine Polymer-Dispersion
nach- oder vor- und nachgetränkt sind, zur Beschichtung von dreidimensional strukturierten Oberflächen und/oder Formkörpern (3D Beschichtung).
Es wurde gefunden, dass wässrige Lösungen zum Nach- oder Vor- und Nachtränken der cellulosehaltigen Faserstoffe besonders geeignet sind, wenn sie
(i) 5 bis 50 Gew.-%, insbesondere 10 bis 30 Gew.-% eines Melamin-Formaldehyd- Kondensationsproduktes,
(ii) 5 bis 50 Gew.-%, insbesondere 10 bis 40 Gew.-% eines veretherten Melamin-
Formaldehyd-Kondensationsproduktes, und (iii) 20 bis 90 Gew.-%, insbesondere 30 bis 80 Gew.-% einer Polymer-Dispersion
enthalten. Die Mengenangaben der Komponenten (i), (ii) und (iii) ergänzen sich auf 100 Gew.-% und beziehen sich auf die Flüssigharzmischung.
Der erfindungsgemäßen Melaminharz-Mischung können noch Hilfs- und Zusatzmittel zugesetzt werden, beispielsweise 0,1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 0,2 bis 30 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 20 Gew.-% Harnstoff, Caprolactam, Phenyldiglykol, Butandiol und/oder Saccarose, bezogen auf 100 Gew.-% der Mischung (i) bis (iii). Des weiteren kann sie übliche Additive enthalten wie beispielsweise Netzmittel, Härtungsmittel und Katalysatoren.
Es wurden ferner neue Kunstharzmischungen gefunden, die sich besonders vorteilhaft zur Her- Stellung von Melaminharzfilmen und -folien zur 3D Beschichtung eignen. Diese weisen folgende Zusammensetzung auf:
(i) 5 bis 50 Gew.-%, insbesondere 10 bis 20 Gew.-% eines Melamin-Formaldehyd- Kondensationsproduktes, (ii) 5 bis 50 Gew.-%, insbesondere 10 bis 30 Gew.-% eines veretherten Melamin- Formaldehyd-Kondensationsproduktes, und (iii) 40 bis 90 Gew.-%, insbesondere 50 bis 80 Gew.-% eines in Form einer wässrigen Dispersion vorliegenden und durch Kondensationsreaktion vernetzbaren Copolymerisates aus bevorzugt Carboxyl-, Hydroxy-, Amid-, Glycidyl-, Carbonyl-, N-Methylol, N-Alkoxy- methyl, Amino- und/oder Hydrazogruppen enthaltenden Acrylaten.
Die Mengenangaben der Komponenten (i), (ii) und (iii) ergänzen sich auf 100 Gew.-% und beziehen sich auf die Flüssigharzmischung.
Zu den Aufbaukomponenten ist im einzelnen folgendes auszuführen:
Als Aufbaukomponente (i) werden Melamin-Formaldehyd-Kondensationsprodukte verwendet. Die Herstellung der Aufbaukomponente (i) ist allgemein bekannt. In der Regel wird zunächst 1
Mol Melamin mit 1,4 bis 2 Mol Formaldehyd bei pH-Werten von 7 bis 9 und bei Temperaturen von 40 bis 100°C kondensiert, bis die geeignete Kondensationsgrad erreicht wird.
In der Aufbaukomponente (ii) werden Melamin-Formaldehyd-Kondensationsprodukte mit d- bis C Alkanolen wie Methanol, Ethanol, Propanol und/oder Butanol verethert. Bevorzugt sind Methanol und Ethanol. Die Herstellung der Aufbaukomponente (ii) ist allgemein bekannt. Das Mel- amin-Formaldehyd-Kondensationsprodukt wird typischerweise mit 20 bis 30 Mol Methanol versetzt und bei pH-Werten von 1 bis 5 und Temperaturen von 40 bis 80°C verethert. Die Kondensationsbedingungen richten sich nach der für das Harz gewünschten Wasserverdünnbarkeit, die mindestens 1 :6 beträgt. Nach der Kondensation werden die Melaminharze durch Destillation von überschüssigem Alkohol und Formaldehyd befreit. Eventuell vorhandener restlicher Formaldehyd wird bei Zusatz von Harnstoff bei Temperaturen von Raumtemperatur bis 90°C, bevorzugt 60 bis 70CC umgesetzt.
Als Aufbaukomponente (iii) werden Copolymerisat-Dispersionen verwendet, deren Copolymeri- sate bevorzugt Carboxyl-, Hydroxy-, Amid-, Glycidyl-, Carbonyl-, N-Methylol, N-Alkoxymethyl, Amino- und/oder Hydrazogruppen enthalten. Die obengenannten funktioneilen Gruppen im Co- polymerisat werden auf übliche Weise durch Einpolymerisieren entsprechender Monomere, die diese funktionellen Gruppen tragen, erhalten.
Die Copolymerisate enthalten die obengenannten funktioneilen Gruppen im allgemeinen in solchen Menge, dass sie 0,1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Copolymerisat, dieser Monomeren mit funktioneilen Gruppen einpolymerisiert enthalten können.
Als Hauptmonomere der Comonomeren mit den obengenannten Gruppen eignen sich die üblichen, damit copolymerisierbaren olefinisch ungesättigten Monomeren, z.B. C bis Cι2-Alkylester der Acrylsäure und Methacrylsäure, bevorzugt d- bis C8-Alkylester, z.B. Methylacrylat, Methyl- methacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, Propylacrylat, Propylmethacrylat, Butylacrylat, Bu- tylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Laurylacrylat und Laurylmethacrylat; Vinylester von C2- bis C4-Carbonsäuren, z.B. Vinylacetat und Vinylpropionat, C bis C4-Dialkyl- ester der Maleinsäure und Fumarsäure, Vinylaromaten wie Styrol, α-Methylstyrol, Vinyltoluol; Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylamid, Methacrylamid sowie Vinylether mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, Vinylhalogenide wie Vinylchlorid und Vinylidenchlorid; mehrfach olefinisch ungesättigte Verbindungen wie Butadien und Isopren sowie Gemische der obengenannten Monomeren, so- weit sie miteinander copolymerisierbar sind.
Zur Herstellung der Kunstharzmischung wird üblicherweise der pH-Wert der Polymer-Dispersion vor der Zugabe der anderen Komponenten auf 7,5 bis 10 eingestellt.
Die erfindungsgemäß verwendeten Melaminharzfolie und/oder -film weist ohne Einbuße der übrigen Qualitätseigenschaften die erforderliche große Elastizität auf, die zur Beschichtung von dreidimensional strukturierter Oberflächen und/oder Formkörper und/oder strukturierten Ge- genständen mit scharfkantigen Elementen von Nöten ist. Unter scharfkantigen Elementen werden u.a. Kanten, Ecken und Zuspitzungen verstanden, die einen definierten Winkel beschreiben, der sich aus zwei oder mehreren aufeinander zulaufenden Ebenen ergibt.
Zur Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Melaminharzfolien oder -filme werden in an sich bekannter Weise saugfähige cellulosehaltige Faserstoffe oder Gewebe oder Dekor- papier verwendet.
Die cellulosehaltigen Faserstoffe werden mit der erfindungsgemäßen Melaminharz-Mischung (i) bis (iii) oder mit einem Melamin-Formaldehyd-Tränkharz oder mit einer Mischung aus Melamin- Formaldehyd-Tränkharzen und Lackharzen oder mit einer Mischung aus Harnstoff-Formaldehyd-Harzen und Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harzen vorgetränkt. Auf 100 Gewichtsteile kommen 25 bis 85 Gewichtsteile Melaminharz-Mischung, bezogen auf den Feststoffgehalt der Melaminharz-Mischung. Die Trocknung der imprägnierten Faserstoffe zu Melaminharzfolien bzw. Melaminharzfilmen erfolgt anschließend in üblicher Weise, z.B. im Heißluftstrom bei Tem- peraturen von 140 bis 200°C. Die Weiterverarbeitung der Melaminharzfolien bzw. Melaminharzfilme erfolgt in dem man sie mit der Melaminharz-Mischung (i) bis (iii) nachtränkt und gegebenenfalls unter Anwendung von Hitze und Druck auf das zu beschichtende Werkstoffteil mit der dreidimensional strukturierten Oberfläche klebt. Bevorzugte Werkstoffe sind Holzwerkstoffe, z.B. Möbel im Landhausstil, und "Oriented Strand Board" (OSB) Platten. Die Verklebung erfolgt vor- zugsweise flächig in einem einzigen Arbeitsschritt, d.h. die dreidimensional strukturierte Oberfläche wird mit einem einzigen über die komplette Struktur ragenden Melaminharzfilm oder -folie in einem einzigen Pressvorgang beschichtet.
Unter dem Begriff "Melaminharzfolie" ist im Rahmen dieser Erfindung eine nicht selbstklebende Folie zu verstehen, wobei der Begriff "Melaminharzfilm" einen selbstklebenden Film beschreibt.
Die erhaltenden Oberflächen sind klar und gut geschlossen bei guten Verformbarkeiten.
Die Vorteile der Erfindung liegen auch in der Vermeidung von Kosten für die aufwendige Herstellung und Entsorgung der bislang verwendeten Thermoplastfolien.
Beispiele
Komponente (i): Melamin-Formaldehyd-Kondensationsprodukt
Kauramin-Tränkharz 753 der Firma BASF Aktiengesellschaft, enthaltend eine wässrige Lösung eines modifizierten Melamin-Formaldehyd-Kondensationsproduktes (Modifizierungsmittel: Butandiol)
Komponente (ii): verethertes Melamin-Formaldehyd-Kondensationsprodukt 126 g Melamin wurde in Gegenwart von 270 g Formaldehyd bei einem pH-Wert von 8,5 und Temperaturen von 40 bis 70°C methyloliert. Die erhaltene Additionsverbindung wurde mit Ameisensäure auf einen pH-Wert von 4 eingestellt und bei Temperaturen von 60°C mit 900 g Methanol während einer Dauer von 15 min. verethert. Nach Neutralisation mit Natronlauge wurde die Reaktionslösung durch Einengen (Destillation) von dem nichtumgesetzten Formaldehyd sowie dem überschüssigen Methanol befreit.
Komponente (iii): Polymer-Dispersion
Luhydran® S 937 T der Firma BASF Aktiengesellschaft, ein Copolymerisat aus einer wässrigen, hydroxylgruppenhaltigen Dispersion eines Copolymers auf der Basis von Acryl- und Methacryl- säureestern sowie Styrol
Beispiel 1
20 g der Komponente (i), 30 g der Komponente (ii) und 40 g der Komponente (iii) wurden bei einem pH-Wert 7 bis 9 bei Temperatur von 20 bis 30°C gemischt. Die erhaltene Kunstharz- Mischung war mindestens 24 Stunden lagerstabil.
Anwendungsbeispiel:
Dekorpapier mit einem Flächengewicht von 80 g/m2 wurde mit der Komponente (i) vorimprägniert (70 % Harzauftrag bezogen auf das Papiergewicht). Die Kunstharzmischung aus dem Beispiel 1 wurde nach Zusatz von 0,5 Gew.-% Härter bezogen auf die Kunstharzmischung (z.B. Härter 529 Flüssig der Firma BASF Aktiengesellschaft) auf das vorimprägnierte Dekorpapier aufgerakelt und anschließend getrocknet, so dass die Dekorpapiere einen Feststoffgehalt von 120 bis 130 % aufwiesen und eine Restfeuchtigkeit von 6 bis 10 % besaßen.
Vergleichsbeispiel: Mit der Komponente (i) wurde nach Zusatz von 0,5 Gew.-% Härter bezogen auf die Komponente (i) (z.B. Härter 529 Flüssig der Firma BASF Aktiengesellschaft) Dekorpapier mit einem Gewicht von 80 g/m2 so imprägniert und getrocknet, dass die Dekorpapiere einen Feststoffgehalt in der Volltränkung von 120 bis 130 % aufwiesen und eine Restfeuchtigkeit von 6 bis 10 % besaßen.
3D-Beschichtung und Charakterisierung:
Der erhaltene Melaminharzfilm wurde auf eine MDF (Medium Density Fiber) Platte mit einem Durchmesser von 16,5 cm beinhaltend eine 3D Struktur gepresst. Unter 3D Strukturen sind Konturen mit runden und geraden Flächen und/oder Kanten mit definiertem Winkel zu verstehen. Der Pressvorgang fand in einer Laborpresse bei 150 bis 160°C unter einer Krafteinwirkung von 45 kN und in einer Zeit von 30-60 s statt.
Die Verformbarkeit und die Haftung des Melaminharzfilms auf der MDF Platte beinhaltend eine 3D Struktur wurde beurteilt. Bei guter Verformbarkeit soll die Beschichtung vollständig an der Struktur anliegen und fest an dieser haften ohne zu reißen oder zu brechen.
Charakterisierung der Oberfläche:
Der erhaltende Melaminharzfilm wurde auf eine MDF Platte bei einer Temperatur von 160-
165°C unter einem Druck von 25 Kp und in einer Zeit von 110 s gepresst. Folgenden Prüfungen wurden durchgeführt:
Härtung:
Die Güte der Härtung wurde durch 16-stündige Einwirkung einer 0,2 n Salzsäure, die mit
0,004 Gew.-% Rhodamin B-Lösung angefärbt ist, auf die beschichtete MDF-Platte ermittelt.
Bei guter Härtung wird die Oberfläche nicht durch die Säure angegriffen. Die Stärke des Angriffs lässt sich anhand der Stärke der Rotfärbung beurteilen.
Beurteilung:
0 = kein Angriff
1 = schwache Rosafärbung
2 = deutliche Rotfärbung 3 = starke Rotfärbung
4 = starke Rotfärbung mit leichter Oberflächenquellung
5 = starke Rotfärbung mit starker Oberflächenquellung
6 = zerstörte Oberfläche
Geschlossenheit:
Die Geschlossenheit oder Porigkeit der beschichteten Oberfläche dient zur Beurteilung der Schmutzempfindlichkeit. Die zu prüfende Oberfläche wurde mit schwarzer Schuhcreme eingerieben und anschließend mit einem Lappen wieder gereinigt. Die in den Poren verbleibende Schuhcreme ermöglicht eine Beurteilung der Geschlossenheit der Oberflächen. Die Beurteilung der Oberflächengeschlossenheit erfolgt in folgenden Stufen:
0 = porenfrei
1 = vereinzelte Poren
2 = wenige Poren
3 = häufige Poren
4 = viele offene Stellen
5 = sehr viele offene Stellen
6 = keine Geschlossenheit.
Schwarzgrad: Die Schwarzgradmessung erfolgte nach D 3265 mit einem Tint Tester 527 mit Helligkeitsmesskopf Tint Sensor. Der Messbereich umfasst 0-99,99 Helligkeitseinheiten, wobei Null als niedrigste Helligkeitsstufe (absolut schwarz) gilt. Bei Werten >0,8 ist bereits eine deutliche Vergrauung erkennbar. Nach Eichung des Gerätes mit einem Standard wurde der Prüfkörper dreimal vermessen und der Mittelwert als Schwarzgrad angegeben.
Die Resultate sind in der Tabelle 1 präsentiert.
Tabelle 1:
Claims
1. Verwendung von Melaminharzfolien und/oder -filmen hergestellt aus cellulosehaltigen Faserstoffen, welche mit einer wässrigen Lösung enthaltend
(i) ein Melamin-Formaldehyd-Kondensat,
(ii) ein verethertes Melamin-Formaldehyd-Kondensat und
(iii) eine Polymer-Dispersion
nach- oder vor- und nachgetränkt werden, zur Beschichtung von dreidimensional strukturierten Oberflächen und/oder Formkörpern (3D Beschichtung).
2. Verwendung nach Anspruch 1 , wobei die wässrige Lösung
(i) 5 bis 50 Gew.-% eines Melamin-Formaldehyd-Kondensationsproduktes,
(ii) 5 bis 50 Gew.-% eines verethertes Melamin-Formaldehyd-Kondensats und (iii) 20 bis 70 Gew.-% einer Polymer-Dispersion
enthält, wobei sich die Mengenangaben der Komponenten (i), (ii) und (iii) auf 100 Gew.-% ergänzen und sich auf die Flüssigharzmischung beziehen.
3. Verwendung nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei die Dispersion (iii) Copolymerisate aus Carboxyl-, Hydroxy-, Amid-, Glycidyl-, Carbonyl-, N-Methylol, N-Alkoxymethyl, Amino- und/oder Hydrazogruppen enthaltenden Acrylaten enthält.
4. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die wässrige Lösung außerdem 0,1 bis 50 Gew.% Harnstoff, bezogen auf 100 Gew.-% der Mischung (i) bis (iii) enthält.
5. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die wässrige Lösung
(i) 10 bis 30 Gew.-% eines Melamin-Formaldehyd-Kondensationsproduktes,
(ii) 10 bis 40 Gew.-% eines veretherten Melamin-Formaldehyd-Kondensationsproduk- tes, und (iii) 30 bis 80 Gew.-% einer Polymer-Dispersion
enthält, wobei sich die Mengenangaben der Komponenten (i), (ii) und (iii) auf 100 Gew.-% ergänzen und sich auf die Flüssigharzmischung beziehen.
6. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 5 zur Beschichtung von Gegenständen mit SD- Oberflächen und/oder scharfkantigen Elementen.
7. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 5 zur Beschichtung mit einer einzigen Melamin- harzfolie und/oder -film.
8. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 5 zur Beschichtung von Holzwerkstoffen.
9. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 5 zur Beschichtung von OSB Platten.
10. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die cellulosehaltigen Faserstoffe mit Melamin- Formaldehyd-Tränkharzen oder einer Mischung aus Melamin-Formaldehyd-Tränkharzen und Lackharzen oder einer Mischung aus Harnstoff-Formaldehyd-Harzen und Melamin- Harnstoff-Formaldehyd-Harzen vorgetränkt werden und mit der wässrigen Lösung (i) bis (iii) gemäß Anspruch 1 nachgetränkt werden.
11. Kunstharzmischung zum Tränken von cellulosehaltigen Faserstoffen, enthaltend
(i) 5 bis 50 Gew.-% eines Melamin-Formaldehyd-Kondensationsproduktes, (ii) 5 bis 50 Gew.-% eines veretherten Melamin-Formaldehyd-Kondensationsproduktes, und (iii) 40 bis 90 Gew.-% eines in Form einer wässrigen Dispersion vorliegenden und durch Kondensationsreaktion vernetzbaren Copolymerisates,
wobei sich die Mengenangaben der Komponenten (i), (ii) und (iii) auf 100 Gew.-% ergänzen und sich auf die Flüssigharzmischung beziehen.
12. Kunstharzmischung nach Anspruch 11, wobei als Komponente (iii) ein Copolymerisat aus Carboxyl-, Hydroxy-, Amid-, Glycidyl-, Carbonyl-, N-Methylol, N-Alkoxymethyl, Amino- und/oder Hydrazogruppen enthaltenden Acrylaten verwendet wird.
13. Melaminharzfolien oder -filme, die mit der Kunstharzmischung gemäß den Ansprüchen 11 oder 12 getränkt sind.
14. Verfahren zum 3D Beschichten, dadurch gekennzeichnet, dass man die Melaminharzfolien und/oder -filme nach Anspruch 13 flächig in einem Arbeitsgang auf die dreidimensionale Struktur eines Werkstoffes aufbringt.
15. Verfahren zum 3D Beschichten, dadurch gekennzeichnet, dass man Melaminharzfolien und/oder -filme aus cellulosehaltigen Faserstoffen, die mit der wässrigen Lösung nach den Ansprüchen 1 bis 3 nach- oder vor- und nachgetränkt wurden, herstellt und diese auf die zu beschichtende dreidimensional strukturierte Oberfläche und/oder Formkörper auf-
> bringt.
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