EP4143263A1 - Zusammensetzung zur mattierung und reduzierung von anti-fingerprint-effekten von oberflächen auf trägermaterialien - Google Patents

Zusammensetzung zur mattierung und reduzierung von anti-fingerprint-effekten von oberflächen auf trägermaterialien

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EP4143263A1
EP4143263A1 EP21725967.0A EP21725967A EP4143263A1 EP 4143263 A1 EP4143263 A1 EP 4143263A1 EP 21725967 A EP21725967 A EP 21725967A EP 4143263 A1 EP4143263 A1 EP 4143263A1
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EP
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compound
general formula
resin
suspension according
group
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Application number
EP21725967.0A
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English (en)
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Andreas Gier
Norbert Kalwa
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Flooring Technologies Ltd
Original Assignee
Flooring Technologies Ltd
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Publication date
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    • C08L61/28—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with heterocyclic compounds with melamine

Definitions

  • the present invention relates to a composition for matting and reducing anti-fingerprint effects of surfaces on carrier materials, a method for its production, the use of this composition and carrier materials, such as paper layers or wood-based panels, with this composition.
  • the surface design is an important aspect in addition to the color design. Sometimes the two aspects complement each other, sometimes they are deliberately designed in opposition.
  • melamine surfaces however, it must be noted that they have a very high mechanical and chemical resistance, which gives them significant advantages over thermoplastic films or lacquers.
  • press plates that are used in the manufacture of the melamine resin-coated wood-based panels, almost any surface finish can be produced.
  • the present invention was therefore based on the technical problem of producing a surface with a low degree of gloss and simultaneous anti-fingerprint properties. It should be possible to fall back on the existing material systems. It should also be possible to use the existing systems. The resulting products should have the same surface properties as standard melamine surfaces.
  • a resin suspension based on a formaldehyde resin comprising a composition for matting and reducing anti-fingerprint effects of surfaces on carrier materials is provided, the composition being producible from
  • - X is H, OH or a hydrolyzable radical selected from the group comprising halogen, alkoxy, carboxy, amino, monoalkylamino or dialkylamino, aryloxy, acyloxy, alkylcarbonyl;
  • R 1 is an organic radical selected from the group comprising alkyl, aryl, cycloalkyl, and
  • R 1 has at least one functional group Qi which is selected from a group containing a hydroxy, amino, monoalkylamino, carboxy, mercapto, alkoxy, aldehyde, acrylic, acryloxy, methacrylic, methacryloxy -, cyano, isocyano and epoxy groups, and
  • R 2 is a non-hydrolysable organic radical R 2 is selected from the group comprising alkyl, aryl, alkenyl, alkynyl, cycloalkyl, cycloalkenyl or perfluorinated alkyl and
  • At least one matting agent comprising polymers and silica.
  • the present composition comprises with the compounds of the general formula (I) and (II) a crosslinking, hydrophilic component and with the compound of the general formula (III) a hydrophobic component.
  • the silane compound of the formula (I) is used to build up an S1O2 network via condensation of the OH groups, attachment to melamine resin and matting agent.
  • the silane compound of the formula (II) binds to the melamine resin and matting agent via the functional groups.
  • the silane compound of the formula (III) enables a hydrophobic and oleophobic surface to be built up. In a polar medium, these functionalized silanes will align themselves to the air / layer interface and thus show an increased concentration on the surface.
  • the present composition can be added to coating or impregnating resins such as melamine resins and / or urea resins.
  • impregnation resins the present composition can be used after the core impregnation of paper layers (Decorative paper, overlay paper) is applied with the impregnating resins commonly used and intermediate drying on the top of the core-impregnated paper layer (impregnate).
  • the present composition can also be applied together or separately with a resin to a printed wood-based panel.
  • the use of the present composition offers several advantages. In this way, a matt surface with gloss points of less than 10, preferably less than 8, particularly preferably less than 5, can be produced.
  • the treated surface has anti-fingerprint properties and requires only little cleaning effort compared to conventional surfaces.
  • the hydrolyzable radical X is advantageously selected from a group containing H, OH, fluorine, chlorine, bromine, iodine, Ci- 6 -alkoxy, in particular methoxy, ethoxy, n-propoxy and butoxy, Ce-io-aryloxy, in particular phenoxy, C 2- acyloxy, especially acetoxy or propionoxy, C2-7-alkylcarbonyl, especially acetyl, monoalkylamino or dialkylamino with Ci to C12, especially Ci to C 6 .
  • the compound of the general formula (I) corresponds to the formula S1X 4 , where the radical X is OH or alkoxy, in particular methoxy, ethoxy, n-propoxy or i-propoxy.
  • the compounds tetramethoxysilane and tetraethoxysilane are particularly preferred.
  • the organic radical R 1 of the compound of the general formula (II) is preferably selected from a group comprising C 1 -C 3 o-alkyl, in particular C 5 -C 2 5 -alkyl, C 2 -C 6 -alkenyl, C 3 -C 8 - Cycloalkyl and C 3 -C 8 cycloalkenyl.
  • the organic R 1 is selected from the group comprising methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, s-butyl, t-butyl, pentyl, hexyl, cyclohexyl, vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl , Butenyl, acetylenyl, propargyl, butadienyl or cyclohexadienyl, preferably methyl, ethyl, propyl or vinyl.
  • the at least one functional group Q 1 of the compound of the general formula (II) is selected from a group containing epoxy, hydroxy, ether, acrylic, acryloxy, methacrylic, methacryloxy, amino , Alkoxy, cyano and / or isocyano group.
  • the functional group Q 1 can therefore advantageously have a radical with a double bond or an epoxy group, which can be activated and polymerized by means of UV radiation.
  • compounds of the general formula (II) according to R 1 a SiX (4 a) , in particular R 1 SiX 3 , with a functional group Q1 can be selected from methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPTS), aminoethyl aminopropyltrimethoxysilane, silanes with a Epoxy functionalization such as glycidyl oxypropyltriethoxysilane, or silanes with a vinyl functionalization such as vinyltrimethoxysilane.
  • MPTS methacryloxypropyltrimethoxysilane
  • aminoethyl aminopropyltrimethoxysilane aminoethyl aminopropyltrimethoxysilane
  • silanes with a Epoxy functionalization such as glycidyl oxypropyltriethoxysilane
  • silanes with a vinyl functionalization such as vinyltrimethoxysilane.
  • the radical R 1 can have at least one functional group Q 1 .
  • the R 1 radical can also be substituted by other radicals.
  • substituted in use with “alkyl”, “alkenyl”, “aryl”, etc., denotes the substitution of one or more atoms, usually H atoms, by one or more of the following substituents, preferably by one or two of the following substituents: halogen, hydroxy, protected hydroxy, oxo, protected oxo, C 3 -C 7 cycloalkyl, bicyclic alkyl, phenyl, naphthyl, amino, protected amino, monosubstituted amino, protected monosubstituted amino, disubstituted amino, guanidino, protected Guanidino, a heterocyclic ring, a substituted heterocyclic ring, imidazolyl, indolyl, pyrrolidinyl, CrCi 2 alkoxy, Ci-Ci 2 acyl, CrCi 2 acyloxy, acryloyloxy, nitro, carboxy, protected carboxy, carbamoyl,
  • alkynyl denotes a radical of the formula B-OXO-, in particular a “C 2 -C 6 alkynyl”.
  • Examples of C 2 -C 6 alkynyls include ethynyl, propynyl, 2-butynyl, 2-pentynyl, 3-pentynyl, 2-hexynyl, 3-hexynyl, 4-hexynyl, vinyl, and di- and triynes of straight lines and branched alkyl chains.
  • aryl denotes aromatic hydrocarbons, for example phenyl, benzyl, naphthyl, or anthryl.
  • Substituted aryl groups are aryl groups which, as defined above, are substituted with one or more substituents as defined above.
  • cycloalkyl includes the groups cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl and cycloheptyl.
  • the non-hydrolyzable organic radical R 2 of the compound according to the formula (III) is selected from a group comprising C1 -C15 alkyl, in particular C1 -C10 alkyl, C 2 -C 6 alkenyl, C 2 -C 6 alkynyl and C 6 -Cio aryl. These can be unsubstituted or substituted with a further hydrophobic group.
  • non-hydrolyzable organic radical R 2 of the compound of the general formula (III) is selected from the group comprising methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, s-butyl, t-butyl, pentyl , Hexyl, heptyl, octyl, nonyl, cyclohexyl, vinyl, 1 - propenyl, 2-propenyl, butenyl, acetylenyl, propargyl, phenyl and naphthyl. Methyl, ethyl, propyl, pentyl, octyl or phenyl radicals are particularly preferred.
  • non-hydrolyzable organic radical is to be understood in the context of the present invention as an organic radical which, in the presence of water, does not lead to the formation of an OH group or an NH 2 group linked to the Si atom.
  • the compound of the general formula (III) can in particular comprise one of the following formulas:
  • the present composition has at least one compound of the general formula (I), at least one compound of the general formula (II) and at least two compounds of the general formula (III).
  • it can also contain at least one compound of the general formula (I) and at least two, preferably at least three compounds of the general formula (II) and at least two, preferably at least three compounds of the general formula (III). Any combination is conceivable here.
  • the composition can contain tetraethoxysilane as the compound of the formula (I), glycidyloxypropyltriethoxysilane as the compound of the formula (II) and octyltriethoxysilane and pentyltriethoxysilane as the compounds of the formula (III).
  • the composition can contain tetraethoxysilane as the compound of the formula (I), glycidyloxypropyltriethoxysilane as the compound of the formula (II) and octyltriethoxysilane and tridecafluorooctyltriethoxysilane as the compounds of the formula (III).
  • the range of the molar amount given for the compound of the general compound (III) can relate to one compound or to the sum of two compounds or three compounds of the general formula (III).
  • the ratio of the silane compound of the formula (I) to the silane compounds of the formula (II) and (III) is preferably between 40/20/40.
  • the at least one matting agent comprises polymers and silica.
  • a possible matting agent is known, for example, under the name Deuteron MM 659, which is a composite of polyurethane, e.g. polyurethane balls and silica. It is important that the particle size distribution of the matting agent is appropriate for the application of the layer. Other materials such as pure silica particles such as Syloid 244, a synthetic, amorphous silica, or Tospeals (monodisperse polysiloxane particles) would also be possible.
  • the matting agent should not increase the viscosity too much. All of the particles mentioned here show a high level of light stability.
  • the present composition can contain inorganic particles, in particular Si0 2 , Al 2 0 3 , Zr0 2 , Ti0 2 particles.
  • the particles preferably used here have a size between 2 and 400 nm, preferably between 2 to 100 nm, particularly preferably between 2 to 50 nm.
  • the addition of the inorganic particles increases the solids content of the composition, which improves the application behavior of the composition.
  • the addition of inorganic particles also prevents shrinkage and cracking.
  • the inorganic Particles can be used in a quantity range of 0.1 to 25% by weight, preferably 5 to 20% by weight, based on the solids content of the silane material (sol-gel material).
  • a synthetic, amorphous SiO2 is known under the trade name SYLOID 244, for example.
  • the present composition is preferably used in aqueous form.
  • the present composition contains only alcohol and little or no water, i.e. the silane compounds can be used in an alcoholic form.
  • composition used herein can be prepared in a process comprising the following steps:
  • Inorganic and / or organic acids suitable as catalysts are selected from a group comprising phosphoric acid, acetic acid, p-toluenesulfonic acid, hydrochloric acid, formic acid or sulfuric acid.
  • Ammonium salts such as ammonium sulfate, which react as weak acids, are also suitable.
  • p-Toluenesulfonic acid is particularly preferred.
  • the method comprises the following steps:
  • an alcoholic aqueous suspension in particular an ethanolic aqueous suspension, containing at least one compound of the general formula (I), at least one compound of the general formula (II) and at least one, preferably two compounds of the general formula (III);
  • the inorganic particles are preferably used in an amount between 0.1 to 15% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight, particularly preferably between 1 to 5% by weight.
  • Phenoxyethanol for example, can be used as the alcohol to be added to the aqueous mixture with the matting agent.
  • phenoxyethanol has a high flash point of 126 ° C, which is important for process reliability, also with regard to drying out too quickly.
  • Other alcohols are also technically possible.
  • an ether such as dipropylene glycol monomethyl ether can also be used in this process step.
  • Acetate such as n-butyl acetate
  • n-butyl acetate has shown itself to be very positive in terms of production time and subsequent stability in an aqueous medium.
  • 1-methoxy-2-propanol could also be used.
  • the aqueous suspension of the composition produced in this way can be stirred into aqueous resins of all kinds, e.g. formaldehyde resins such as melamine resins, and used to produce a matt and at the same time hydrophobic and oleophobic surface.
  • aqueous resins of all kinds e.g. formaldehyde resins such as melamine resins
  • At least one silicone-containing additive such as BYK-306, can be added as a leveling agent to the aqueous suspension. This additive reduces the surface tension and serves as a good mediator between the present composition with the silane compounds and an aqueous resin or water is used.
  • the recipe will be modified.
  • the silanes are provided in a suspension with a reduced water content (e.g. 10 g water and 80 g 1-methoxy-2-propanol) (other alcohols are also possible).
  • the composition in a resin suspension can be used to coat carrier materials, in particular paper layers, such as decorative paper layers or overlay paper layers, or in particular wood-based panels, such as medium-density fiber (MDF), high-density fiber (HDF) or coarse chipboard (OSB) panels, plywood panels or a Plastic composite panels (WPC) or stone-plastic composite panels (SPC) can be used.
  • carrier materials in particular paper layers, such as decorative paper layers or overlay paper layers, or in particular wood-based panels, such as medium-density fiber (MDF), high-density fiber (HDF) or coarse chipboard (OSB) panels, plywood panels or a Plastic composite panels (WPC) or stone-plastic composite panels (SPC) can be used.
  • paper layers such as decorative paper layers or overlay paper layers
  • wood-based panels such as medium-density fiber (MDF), high-density fiber (HDF) or coarse chipboard (OSB) panels, plywood panels or a Plastic composite panels (WPC) or stone-plastic composite panels (SPC)
  • the resin suspension is typically applied to a wood-based panel using rollers, and the resin suspension is applied to a layer of paper using a grid system,
  • wood-based panels are provided coated with the present composition and paper layers, preferably decorative paper layer or overlay paper layer, coated with the present composition, which have a reduced degree of gloss.
  • the surfaces of the wood-based panels and paper layers coated with the present composition have degrees of gloss of less than 10, preferably less than 8, particularly preferably less than 5. Gloss degrees of less than 4, for example 3.1, 3.4 or 3, can even be used , 8 can be achieved.
  • the present composition can be applied to a paper layer, with already impregnated paper layers (impregnates) being particularly preferred.
  • impregnated paper layers impregnates
  • the term “impregnation” is to be understood as meaning complete or partial impregnation of the paper layer with the resin.
  • Such impregnations can be applied, for example, in an impregnation bath, by rolling, by anilox rollers, by doctoring or also by spraying.
  • Overlay papers, decorative papers, or kraft papers are used as the paper layers.
  • Overlay papers are thin papers, which typically come with a conventional one Melamine resin have been impregnated.
  • Overlay papers are also available in which abrasion-resistant particles, such as corundum particles, are mixed into the resin of the overlay in order to increase the abrasion resistance.
  • Decor papers are special papers for the surface refinement of wood-based materials, which enable a wide variety of decorations. In addition to the typical imprints of various wooden structures, further imprints of geometric shapes or artistic products are available. There is in fact no restriction in the choice of motif. In order to ensure optimal printability, the paper used must have good smoothness and dimensional stability and also be suitable for penetration of a necessary synthetic resin impregnation.
  • Kraft papers have high strength and consist of cellulose fibers to which starch, alum and glue are added to achieve surface effects and increases in strength.
  • the paper layers are treated as follows: First, the back of the paper layer (e.g. in a soaking tub) is impregnated with a resin with a solids content between 50 and 70% by weight, preferably 60% by weight. After passing through a breathing section, immersion impregnation with a resin takes place. Excess resin is removed in a doctor blade system / squeegee roller pair, and abrasion-resistant particles are optionally scattered onto the impregnated paper layer. After a drying step, the resin suspension with a solids content between 50 and 70% by weight, preferably 55% by weight, comprising the matting composition according to the invention is then applied. Another drying step takes place to a residual moisture content of approx. 6%. The impregnate can then be pressed in the usual way with a wood-based panel, e.g. in a short-cycle press.
  • the composition is applied to a printed wood-based panel.
  • a wood-based panel or carrier plate is first provided with a resin primer on which at least one primer layer is applied.
  • the primer layer preferably used here comprises a composition of casein or soy protein as a binder and inorganic pigments, in particular inorganic color pigments.
  • White pigments such as titanium dioxide or other colored pigments such as calcium carbonate, barium sulfate or barium carbonate can be used as color pigments in the primer layer.
  • the primer can also contain water as a solvent. It is likewise preferred if the pigmented base layer applied consists of at least one, preferably of at least two, particularly preferably of at least four applied in succession Layers or orders, the order quantity between the layers or orders can be the same or different.
  • a primer layer is applied to the primer, preferably as a single application with subsequent drying.
  • the primer layer is particularly useful in the case of a subsequent gravure printing process (with rollers), whereas this is not absolutely necessary when using a digital printing process.
  • the amount of the applied liquid primer is between 10 and 30 g / m 2 , preferably between 15 and 20 g / m 2 .
  • Polyurethane-based compounds are preferably used as primers.
  • Rotogravure and digital printing processes are advantageously used as direct printing processes for printing the wood-based panel.
  • the first resin layer having a solids content between 60 and 80% by weight, preferably 65% by weight, and containing glass spheres as spacers;
  • the fourth resin layer having a solids content between 50 and 70% by weight, preferably 60% by weight;
  • glass spheres can be applied, which act as spacers.
  • the glass spheres that are preferably used have a diameter of 80-100 ⁇ m.
  • the amount of glass spheres is 10 to 50 g / m 2 , preferably 10 to 30 g / m 2 , particularly preferably 15 to 25 g / m 2 .
  • the approach preferably consists of approx. 40 kg of liquid resin plus glass beads and auxiliary materials.
  • the glass beads can also be present in silanized form. By silanizing the glass beads, the embedding of the glass beads in the resin matrix is improved.
  • abrasion-resistant particles such as corundum (aluminum oxide), boron carbide, silicon dioxide, silicon carbide particles can be sprinkled onto the wood-based panel.
  • Corundum particles are particularly preferred. This is preferably a high-grade corundum (white) with a high level of transparency, so that the visual effect of the underlying decoration is adversely affected as little as possible.
  • the amount of abrasion-resistant particles scattered on is 10 to 50 g / m 2 , preferably 10 to 30 g / m 2 , particularly preferably 15 to 25 g / m 2 .
  • the amount of abrasion-resistant particles scattered on depends on the abrasion class to be achieved and the grain size.
  • the amount of abrasion-resistant particles in the case of abrasion class AC3 is in the range between 10 to 15 g / m 2 , in abrasion class AC4 between 15 to 20 g / m 2 and in abrasion class AC5 between 20 to 35 g / m 2 when used the grit F200.
  • the finished panels preferably have abrasion class AC4.
  • Abrasion-resistant particles with grain sizes in classes F180 to F240, preferably F200, are used.
  • the grain size of class F180 covers a range from 53 - 90 ⁇ m, F220 from 45-75 mhi, F230 34-82 mhi, F240 28-70 mhi (FEPA standard).
  • white aluminum oxide F230 is used as the abrasion-resistant particles.
  • the resin layers are dried at dryer temperatures between 150 and 220 ° C., preferably between 180 and 210 ° C., in particular in a convection dryer.
  • the temperature is adapted to the respective resin layers and can vary in the individual convection dryers. Instead of convection dryers, however, other dryers can also be used.
  • the layer structure is pressed under the influence of pressure and temperature in a short-cycle press at temperatures between 150 and 250 ° C., preferably at 160 ° C. and a pressure between 30 and 60 kg / cm 2 .
  • the pressing time is between 10 and 20 seconds, preferably between 12 and 14 seconds.
  • the coated wood-based panel is aligned in the short-cycle press with a structured press plate located in the short-cycle press using markings on the wood-based panel, so that congruence between the decoration on the wood-based panel and the structure of the press panel to be embossed is produced.
  • a structured press plate located in the short-cycle press using markings on the wood-based panel, so that congruence between the decoration on the wood-based panel and the structure of the press panel to be embossed is produced.
  • This enables the creation of a decor-synchronous structure.
  • the melamine resin layers melt and a laminate is formed as a result of the condensation reaction.
  • Embodiment 1 a) Production of a first matting composition
  • the above formulation is modified for incorporation into acrylate, epoxy or urethane resins on an alcoholic basis or 100% systems.
  • the amount of water in the examples is replaced by 10 g of water and 80 g of 1-methoxy-2-propanol). Other alcohols are also possible.
  • the addition of the second amount of water (10 g) is retained.
  • the rotary evaporation step to remove the ethanol may now be omitted.
  • you could add a higher-boiling alcohol such as dipropylene glycol monomethyl ether and remove the lower-boiling alcohols, so that the flash point is raised further.
  • Embodiment 2 Application of the composition according to the invention to a decorative paper
  • a decorative paper (grammage: 80 g / m 2 ) is unrolled from an unwinder in an impregnation channel.
  • the decor paper is first placed in a soaking tub on the back with a Impregnated melamine resin.
  • the melamine resin has a solids content of approx. 60% by weight and contains the usual auxiliaries such as hardeners and wetting agents. Release agents, etc. After passing through the breathing path, immersion impregnation also takes place with a melamine resin.
  • the decorative paper runs through nip rollers in which the resin application is set to approx. 125 g liquid / m 2 .
  • the decor paper goes through a first flotation dryer in which the decor paper is dried to a residual moisture of 15-20%.
  • the upper side of the decorative paper is provided in a grid with a formulation of 100% by weight melamine resin (solids content: 55% by weight) and 95% by weight of the composition according to the invention (Inosil MM-32-x).
  • the amount applied was 50 g formulation / m 2 .
  • the impregnate is cut to size and stacked.
  • a press plate with a deckle structure was used.
  • Embodiment 3 Application of the composition according to the invention to an overlay paper
  • An overlay paper (grammage: 30 g / m 2 ) is unrolled from an unwinder in an impregnation channel.
  • the overlay paper is first impregnated on the back with a melamine resin in a soaking tub.
  • the melamine resin has a solids content of approx. 60% by weight and contains the usual auxiliaries such as hardeners and wetting agents. Release agents, etc.
  • immersion impregnation also takes place with a melamine resin.
  • the overlay paper runs through nip rollers in which the resin application is set to approx. 180 g liquid / m 2 .
  • the overlay paper is then sprinkled on top with about 20 g corundum / m 2 with the aid of a spreader (grain size: F230 according to the FEPA standard). Then this goes through Impregnate a first flotation dryer in which the overlay impregnate is dried to a residual moisture of 15-20%.
  • the back of the overlay paper is made in a grid with a formulation of 100% by weight melamine resin (solids content: 55% by weight) and 95% by weight of the composition according to the invention (Inosil MM-32-x).
  • the amount applied was 50 g formulation / m 2 . It is again dried in a flotation dryer. The residual moisture was then 6.0%.
  • the impregnate is cut to size and stacked. Then the pallet with the impregnates is turned (bottom side up). The impregnate was then pressed in a short-cycle press. The following structure was used: overlay impregnate - decor impregnate - HDF (fibreboard with increased bulk density) - counter-tension impregnate.
  • the impregnates are standard products that can be procured from contract impregnators for this application.
  • Embodiment 4 Application of the composition according to the invention to a wood-based panel
  • An HDF (format: 2800 x 2070 x 7 mm) is first primed with a melamine resin in a direct printing line (application quantity: approx. 20 g melamine resin liquid / m 2 , solids content: approx. 65% by weight).
  • the resin is dried in a circulating air dryer and then a colored primer consisting of titanium dioxide and casein is applied. This colored primer is applied up to seven times. The amount to be applied is 5 - 10 g of primer per application. Intermediate drying is carried out after each application with the aid of a circulating air and / or IR dryer. Then a primer is applied (Application quantity 10 - 20 g fl / m 2 ). This is also dried. A decoration is then printed onto this primer using the gravure or digital printing process.
  • a cover layer made of melamine resin is then applied (application quantity: 10-30 g melamine resin fluid / m 2 , solids content: 65% by weight).
  • the melamine resin contains glass spheres (diameter glass spheres: 80-100 gm, application quantity: 5 g glass spheres / m 2 ) as spacers.
  • the plates in turn pass through a dryer. Then they are cooled in a paternoster.
  • the panels are then coated on the upper side with melamine resin (application quantity: 60 g melamine resin fl./m 2 , solids: 65% by weight) on a production line.
  • melamine resin application quantity: 60 g melamine resin fl./m 2 , solids: 65% by weight
  • a melamine resin is applied to the back in the same amount as a counterbalance, also with the help of a roller.
  • corundum is sprinkled onto the top of the plate ( amount applied: 20 g corundum / m 2 , grain size: F230 according to the FEPA standard).
  • the structure is dried in a dryer with the help of IR radiators or circulating air.
  • 30 g of melamine resin fl./m 2 solids content: 60% by weight
  • Intermediate drying takes place after each application.
  • a formulation of 100% by weight of melamine resin (solids content: 55% by weight) and 95% by weight of the composition according to the invention (Inosil MM-32-x) is applied.
  • the amount applied was 50 g formulation / m 2 .
  • the plates are dried in a circulating air dryer.
  • a press plate with a deckle structure was used.
  • test area must be distinguished from the surrounding area when viewed from different directions, e.g. distance, gloss and color changes, there is no noticeable change in the surface
  • the coating has flaked off along the cut edges and / or at the intersections of the grid lines, flaked area greater than 5% but not greater than 15% of the cross-cut area
  • the coating has partially or completely flaked off along the cut edges and / or some squares have partially or completely flaked off, the flaked area is greater than 15% but not greater than 35% of the cross-cut area

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Harzsuspension basierend auf einem Formaldehyd-Harz umfassend eine Zusammensetzung zur Mattierung und Reduzierung von Anti-Fingerprint-Effekten von Oberflächen auf Trägermaterialien, insbesondere Papierlagen und Holzwerkstoffplatten, wobei die Zusammensetzung Silanverbindungen und mindestens ein Mattierungsmittel aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zu dessen Herstellung, die Verwendung dieser Zusammensetzung sowie Trägermaterialien, wie Papierlagen oder Holzwerkstoffplatten, mit dieser Zusammensetzung.

Description

Zusammensetzung zur Mattierung und Reduzierung von Anti-Fingerprint-Effekten von Oberflächen auf Trägermaterialien
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zur Mattierung und Reduzierung von Anti-Fingerprint-Effekten von Oberflächen auf Trägermaterialien, ein Verfahren zu dessen Herstellung, die Verwendung dieser Zusammensetzung sowie Trägermaterialien, wie Papierlagen oder Holzwerkstoffplatten, mit dieser Zusammensetzung.
Beschreibung
Bei vielen Produkten, die im täglichen Leben als Gebrauchsgegenstände usw. genutzt werden, ist neben der farblichen Gestaltung auch die Oberflächengestaltung ein wichtiger Aspekt. Teilweise ergänzen sich die beiden Aspekte, teilweise sind sie bewusst gegensätzlich gestaltet.
Dabei spielt natürlich neben der reinen visuellen Gestaltung auch die Frage eine Rolle, welche Eigenschaften eine Oberfläche für den Gebrauchsnutzen liefert. Dies gilt besonders bei Inneneinrichtungsgegenständen wie Möbel, deren Oberflächen stark durch Anfassen, Reinigen usw. beansprucht werden.
Ein sehr prägnantes Beispiel hierfür sind Hochglanzfronten in Küchen. Bei diesen Fronten ist besonders dann, wenn sie angefasst werden, häufig eine Abzeichnung der Fingerabdrücke feststellbar. Dies gilt besonders dann, wenn es sich um Melamin- oder Lackoberflächen handelt. Diese sind anscheinend besonders prädestiniert dafür, nach dem Anfassen Fingerabdrücke zu zeigen. Die Abzeichnung von Fingerabdrücken führt dazu, dass die Oberflächen häufig gereinigt werden müssen, was keinesfalls gewünscht ist.
Man muss allerdings bezüglich von Melaminoberflächen anmerken, dass sie eine sehr hohe mechanische und chemische Beständigkeit besitzen, die ihnen deutliche Vorteile gegenüber thermoplastischen Folien oder Lacken einräumen. Zudem kann durch die Ätzung der Pressbleche, die bei der Herstellung der melaminharzbeschichteten Holzwerkstoffplatten verwendet werden, nahezu jede beliebige Oberflächenausführung hergestellt werden.
Wie bereits angemerkt ist die Oberflächengestaltung ein wichtiger Aspekt bei Produkten. Diese ist wie bei fast allen Produkten Modetrends unterworfen. Stand vor einigen Jahren Hochglanz als Oberflächenausführungen bei vielen Produkten hoch im Kurs, ist man nun eher an matten Oberflächen interessiert. Auch bei diesen Oberflächen sind natürlich Fingerabdrücke nach dem Anfassen unerwünscht bzw. werden als Mangel betrachtet.
Die sich daraus ergebenen Nachteile sind somit optischer Natur verbunden mit einem erhöhten Reinigungsaufwand.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die technische Aufgabe zu Grunde eine Oberfläche mit einem niedrigen Glanzgrad und gleichzeitigen Antifingerprint-Eigenschaften zu erzeugen. Dabei sollte auf die vorhandenen Materialsysteme zurückgegriffen werden können. Es sollen auch die vorhandenen Anlagen verwendet werden können. Die resultierenden Produkte sollten die gleichen Oberflächeneigenschaften besitzen wie Standardmelamin-Oberflächen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Zusammensetzung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Entsprechend wird eine Harzsuspension basierend auf einem Formaldehyd-Harz umfassend eine Zusammensetzung zur Mattierung und Reduzierung von Anti-Fingerprint-Effekten von Oberflächen auf Trägermaterialien bereitgestellt, wobei die Zusammensetzung herstellbar ist aus
- mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel (I)
SiX4 (I), wobei
- X H, OH oder ein hydrolysierbarer Rest ausgewählt aus der Gruppe umfassend Halogen, Alkoxy, Carboxy, Amino, Monoalkylamino oder Dialkylamino, Aryloxy, Acyloxy, Alkylcarbonyl ist;
- mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel (II)
R1 aSiX( (4-a) (II), wobei - X die obige Bedeutung aufweist, und
- R1 ein organischer Rest ist ausgewählt aus der Gruppe umfassend Alkyl, Aryl, Cycloalkyl, und
- wobei R1 mindestens eine funktionelle Gruppe Qi aufweist, die ausgewählt ist aus einer Gruppe enthaltend eine Hydroxy-, Amino-, Monoalkylamino-, Carboxy-, Mercapto-, Alkoxy-, Aldehyd-, Acryl-, Acryloxy-, Methacryl-, Methacryloxy-, Cyano-, Isocyano- und Epoxid- Gruppe, und
- a = 1 , 2, 3, insbesondere 1 oder 2 ist, und
- mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel (III)
R2bSiX(4-b) (III), wobei
- X die obige Bedeutung aufweist,
- R2 ein nicht-hydroliserbarer organischer Rest R2 ist ausgewählt aus der Gruppe umfassend Alkyl, Aryl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl oder perfluoriertes Alkyl und
- b = 1 , 2, 3, oder 4 ist, und
- mindestens einem Mattierungsmittel umfassend Polymere und Kieselsäure.
Die vorliegende Zusammensetzung umfasst mit den Verbindungen der allgemeinen Formel (I) und (II) eine vernetzende, hydrophile Komponente und mit der Verbindung der allgemeinen Formel (III) eine hydrophobe Komponente. Die Silanverbindung der Formel (I) dient dem Aufbau eines S1O2 Netzwerkes über Kondensation der OH-Gruppen, Anbindung an Melaminharz und Mattierungsmittel. Die Silanverbindung der Formel (II) bindet über die funktionellen Gruppen an das Melaminharz und Mattierungsmittel. Die Silanverbindung der Formel (III) ermöglicht den Aufbau einer hydrophoben und oleophoben Oberfläche. In einem polaren Medium werden sich diese funktionalisierten Silan an die Grenzfläche Luft / Schicht ausrichten und damit eine erhöhte Konzentration an der Oberfläche zeigen.
Die vorliegende Zusammensetzung kann Beschichtungs- oder Imprägierharzen, wie z.B. Melaminharzen und/oder Harnstoffharzen, zugegeben werden. Im Falle von Imprägnierharzen kann die vorliegende Zusammensetzung nach der Kernimprägnierung von Papierlagen (Dekorpapier, Overlaypapier) mit den üblicherweise verwendeten Imprägnierharzen und einer Zwischentrocknung auf die Oberseite der kernimprägnierten Papierlage (Imprägnat) aufgebracht wird. Die vorliegende Zusammensetzung kann aber auch zusammen oder separat mit einem Harz auf eine bedruckte Holzwerkstoffplatte aufgebracht werden.
Die Verwendung der vorliegenden Zusammensetzung bietet verschiedene Vorteile. So kann eine matte Oberfläche mit Glanzpunkten von weniger als 10, bevorzugt von weniger als 8, insbesondere bevorzugt von weniger als 5 erzeugt werden. Die behandelte Oberfläche weist Antifingerprint-Eigenschaften und erfordert einen nur geringen Reinigungsaufwand in Vergleich zu den herkömmlichen Oberflächen.
Der hydrolysierbare Rest X ist vorteilhafterweise ausgewählt aus einer Gruppe enthaltend H, OH, Fluor, Chlor, Brom, lod, Ci-6-Alkoxy, insbesondere Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy und Butoxy, Ce-io-Aryloxy, insbesondere Phenoxy, C2- -Acyloxy, insbesondere Acetoxy oder Propionoxy, C2-7-Alkylcarbonyl, insbesondere Acetyl, Monoalkylamino oder Dialkylamino mit Ci bis C12, insbesondere Ci bis C6. Besonders bevorzugt ist der Rest X H, OH oder Alkoxy, insbesondere Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy oder i-Propoxy.
In einer besonders bevorzugten Variante der vorliegenden Zusammensetzung entspricht die Verbindung der allgemeinen Formel (I) der Formel S1X4, wobei der Rest X OH oder Alkoxy, insbesondere Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy oder i-Propoxy, ist. Besonders bevorzugt sind die Verbindungen Tetramethoxysilan und Tetraethoxysilan.
Der organische Rest R1 der Verbindung der allgemeinen Formel (II) ist bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe umfassend CrC3o-Alkyl, insbesondere C5-C25-Alkyl, C2-C6-Alkenyl, C3-C8- Cycloalkyl und C3-C8-Cycloalkenyl. In einer Ausführungsform ist der organische R1 ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, s-Butyl, t-Butyl, Pentyl, Hexyl, Cyclohexyl, Vinyl, 1-Propenyl, 2-Propenyl, Butenyl, Acetylenyl, Propargyl, Butadienyl oder Cyclohexadienyl, bevorzugt Methyl, Ethyl, Propyl oder Vinyl.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Zusammensetzung ist die mindestens eine funktionelle Gruppe Q1 der Verbindung der allgemeinen Formel (II) ausgewählt aus einer Gruppe enthaltend Epoxid-, Hydroxy-, Ether-, Acryl-, Acryloxy-, Methacryl-, Methacryloxy-, Amino-, Alkoxy-, Cyano- und/oder Isocyano-Gruppe. Die funktionelle Gruppe Q1 kann demnach vorteilhafterweise einen Rest mit einer Doppelbindung oder einer Epoxid-Gruppe auf, der mittels UV-Strahlung aktivierbar und polymerisierbar ist. In einer Variante der vorliegenden Zusammensetzung können Verbindungen der allgemeinen Formel (II) gemäß R1 aSiX(4 a), insbesondere R1SiX3, mit einer funktionellen Gruppe Q1 ausgewählt sein aus Methacryloxypropyltrimethoxysilan (MPTS), Aminoethyl- aminopropyltrimethoxysilan, Silane mit einer Epoxyfunktionalisierung wie Glycidyl- oxypropyltriethoxysilan, oder Silane mit einer Vinylfunktionalisierung wie z.B. Vinyltrimethoxysilan.
Wie beschrieben, kann der Rest R1 über mindestens eine funktionelle Gruppe Q1 verfügen. Darüber hinaus kann der Rest R1 auch mit weiteren Resten substituiert vorliegen.
Der Begriff „substituiert“, in Verwendung mit „Alkyl“, „Alkenyl“, „Aryl“, etc., bezeichnet die Substitution eines oder mehrerer Atome, in der Regel H-Atome, durch einen oder mehrere der folgenden Substituenten, bevorzugt durch einen oder zwei der folgenden Substituenten: Halogen, Hydroxy, geschütztes Hydroxy, Oxo, geschütztes Oxo, C3-C7-Cycloalkyl, bicyclisches Alkyl, Phenyl, Naphthyl, Amino, geschütztes Amino, monosubstituiertes Amino, geschütztes monosubstituiertes Amino, disubstituiertes Amino, Guanidino, geschütztes Guanidino, ein heterozyklischer Ring, ein substituierter heterozyklischer Ring, Imidazolyl, Indolyl, Pyrrolidinyl, CrCi2-Alkoxy, Ci-Ci2-Acyl, CrCi2-Acyloxy, Acryloyloxy, Nitro, Carboxy, geschütztes Carboxy, Carbamoyl, Cyano, Methylsulfonylamino, Thiol, Ci-Ci0-Alkylthio und Cr Cio-Alkylsulfonyl. Die substituierten Alkygruppen, Arylgruppen, Alkenylgruppen, können einmal oder mehrfach substituiert sein und bevorzugt 1- oder 2-mal, mit denselben oder unterschiedlichen Substituenten.
Der Begriff „Alkinyl“, wie hier verwendet, bezeichnet einen Rest der Formel B-OXO-, insbesondere ein „C2-C6-Alkinyl“. Beispiele für C2-C6-Alkinyle schließen ein: Ethinyl, Propinyl, 2-Butinyl, 2-Pentinyl, 3-Pentinyl, 2-Hexinyl, 3-Hexinyl, 4-Hexinyl, Vinyl sowie Di- und Tri-ine von geraden und verzweigten Alkylketten.
Der Begriff „Aryl“, wie hierin verwendet, bezeichnet aromatische Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Phenyl, Benzyl, Naphthyl, oder Anthryl. Substituierte Arylgruppen sind Arylgruppen, die, wie oben definiert, mit einem oder mehreren Substituenten, wie oben definiert, substituiert sind.
Der Begriff „Cycloalkyl“ umfasst die Gruppen Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl und Cycloheptyl. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Zusammensetzung ist der nicht- hydrolisierbare organische Rest R2 der Verbindung gemäß der Formel (III) ausgewählt aus einer Gruppe umfassend C1 -C15- Alkyl, insbesondere C1 -C10- Alkyl, C2-C6-Alkenyl, C2-C6-Alkinyl und C6-Cio-Aryl. Diese können nicht-substituiert oder mit einer weiteren hydrophoben Gruppe substituiert sein.
Es ist bevorzugt, wenn der nicht-hydroliserbare organische Rest R2 der Verbindung der allgemeinen Formel (III) ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, s-Butyl, t-Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Cyclohexyl, Vinyl, 1 - Propenyl, 2-Propenyl, Butenyl, Acetylenyl, Propargyl, Phenyl und Naphthyl. Besonders bevorzugt sind Methyl, Ethyl, Propyl, Pentyl, Octyl, oder Phenyl-Reste.
Unter dem Begriff „nicht-hydrolysierbarer organischer Rest“ ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein organischer Rest zu verstehen, der in Gegenwart von Wasser nicht zur Bildung einer mit dem Si-Atom verknüpften OH-Gruppe oder NH2-Gruppe führt.
Die Verbindung der allgemeinen Formel (III) kann insbesondere eine der folgenden Formeln umfassen:
- R2SiX3 mit R2 als C1-C10 Alkyl-Gruppe, bevorzugt Methyl, Ethyl, Propyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, oder als C6-C10-Aryl-Gruppe, bevorzugt Phenyl und mit X als Alkoxy, insbesondere Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy oder i-Propoxy, wie z.B. Octyltriethoxysilan, Phenyltriethoxysilan,
- R2SiX3 mit R2 als perfluorierte C1-C10 Alkyl-Gruppe, bevorzugt perfluoriertes Methyl, Ethyl, Propyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, insbesondere Tridecafluorooctyl, Perfluoroctyl, Perfluorpentyl, Pefluorhexyl.
In einer Variante weist die vorliegende Zusammensetzung werden mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel (I), mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel (II) und mindestens zwei Verbindungen der allgemeinen Formel (III) auf. Es können aber auch mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel (I) und mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei Verbindungen der allgemeinen Formel (II) und mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei Verbindungen der allgemeinen Formel (III) enthalten sein. Jegliche Kombination ist hier vorstellbar. So kann in einer Variante die Zusammensetzung Tetraethoxysilan als Verbindung der Formel (I), Glycidyloxypropyltriethoxysilan als Verbindung der Formel (II) und Octyltriethoxysilan und Pentyltriethoxysilan als Verbindungen der Formel (III) enthalten. In einer anderen Variante kann die Zusammensetzung Tetraethoxysilan als Verbindung der Formel (I), Glycidyloxypropyltriethoxysilan als Verbindung der Formel (II) und Octyltriethoxysilan und Tridecafluoroctyltriethoxysilan als Verbindungen der Formel (III) enthalten.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Verbindung der allgemeinen Formel (I) in einer molaren Menge zwischen 20 und 60 die Verbindung der allgemeinen Formel (II) in einer molaren Menge zwischen 20 - 60 und die Verbindungen der allgemeinen Formel (III) in einer molaren Menge zwischen 0,1 -50 in der Zusammensetzung enthalten.
Dabei kann sich der für die Verbindung der allgemeinen Verbindung (III) angegebene Bereich der molaren Menge sich auf eine Verbindung oder auf die Summe von zwei Verbindungen oder drei Verbindungen der allgemeinen Formel (III) beziehen.
Das Verhältnis des Silanverbindung der Formel (I) zu den Silanverbindungen der Formel (II) und (III) liegt bevorzugt zwischen 40 / 20 / 40.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Zusammensetzung umfasst das mindestens eine Mattierungsmittel Polymere und Kieselsäure. Ein mögliches Mattierungsmittel ist z.B. unter dem Namen Deuteron MM 659 bekannt, welches ein Komposit aus Polyurethan, z.B. Polyurethankugeln und Kieselsäure ist. Wichtig ist, dass das Mattierungsmittel in der Partikelverteilung eine passende Größe zum Schichtauftrag zeigt. Auch möglich wären andere Werkstoffe wie reine Kieselsäure Partikel wir zum Bsp. Syloid 244, eine synthetische, amorphe Kieselsäure, oder auch Tospeals (monodisperse Polysiloxanpartikel). Das Mattierungsmittel sollte die Viskosität nicht zu stark steigern. Alle hier genannten Partikel zeigen eine hohe Lichtstabilität.
In einer weiteren Ausführungsform kann die vorliegende Zusammensetzung anorganische Partikel, insbesondere Si02, Al203, Zr02, Ti02-Partikel, enthalten. Die dabei bevorzugt verwendeten Partikel weisen eine Größe zwischen 2 und 400 nm, bevorzugt zwischen 2 bis 100 nm aufweist, insbesondere bevorzugt zwischen 2 bis 50 nm auf. Durch die Zugabe der anorganischen Partikel wird der Feststoffgehalt der Zusammensetzung erhöht, wodurch sich das Auftragsverhalten der Zusammensetzung verbessert. Auch wird durch den Zusatz von anorganischen Partikeln eine Schrumpfung und Rissbildung verhindert. Die anorganischen Partikel können in einem Mengenbereich von 0,1 bis 25 Gew%, bevorzugt 5 bis 20 Gew%, bezogen auf den Feststoffgehalt des Silan-Materials (Sol-Gel-Materials), verwendet werden. Ein synthetisch, amorphes Si02 ist z.B. unter dem Handelsnamen SYLOID 244 bekannt.
Die vorliegende Zusammensetzung wird bevorzugt in wässriger Form verwendet. Es ist aber auch möglich, dass die vorliegende Zusammensetzung ausschließlich Alkohol und wenig oder kein Wasser enthält, d.h. die Silanverbindungen können in einer alkoholischen Form verwendet werden.
Die vorliegend verwendete Zusammensetzung kann in einem Verfahren umfassend die folgenden Schritte hergestellt werden:
- Bereitstellen von einer wässrigen Suspension enthaltend mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel (I), mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel (II) und mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel (III);
- Zugabe von mindestens einem Katalysator, insbesondere einer Säure, zu der Suspension aus mindestens einer Verbindung der Formel (I), mindestens einer Verbindung der Formel (II) und mindestens einer Verbindung der Formel (III);
- Zugabe von mindestens einem Mattierungsmittel; und
- Abtrennung der wässrigen Phase des Gemisches aus mindestens einer Verbindung der Formel (I), mindestens einer Verbindung der Formel (II), mindestens einer Verbindung der Formel (III) und dem mindestens einem Mattierungsmittel.
Als Katalysator geeignete anorganische und/oder organische Säuren sind ausgewählt aus einer Gruppe enthaltend Phosphorsäure, Essigsäure, p-Toluolsulfonsäure, Salzsäure, Ameisensäure oder Schwefelsäure. Ebenfalls geeignet sind Ammoniumsalze wie Ammoniumsulfat, die als schwache Säuren reagieren. p-Toluolsulfonsäure ist besonders bevorzugt.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:
- Bereitstellen von einer alkoholisch wässrigen Suspension, insbesondere einer ethanolisch wässrigen Suspension, enthaltend mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel (I), mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel (II) und mindestens einer, bevorzugt zwei Verbindungen der allgemeinen Formel (III);
- Zugabe von mindestens einem Katalysator, insbesondere einer Säure, zu der Suspension aus mindestens einer Verbindung der Formel (I), mindestens einer Verbindung der Formel (II) und mindestens einer, bevorzugt zwei Verbindungen der Formel (III) und Erwärmen der Mischung;
- Zugabe von einer wässrigen Mischung umfassend mindestens ein Mattierungsmittel, anorganische Partikel, mindestens einen Alkohol oder mindestens einen Ether,
- Abtrennung der wässrigen Phase des Gemisches aus mindestens einer Verbindung der Formel (I), mindestens einer Verbindung der Formel (II), mindestens einer Verbindung der Formel (III) und dem mindestens einem Mattierungsmittel vom Alkohol (z.B. durch Verdampfen).
In dem Fall, dass anorganische Partikel der Bindemittelzusammensetzung zugemischt werden, werden die anorganischen Partikel bevorzugt in einer Menge zwischen 0,1 bis 15 Gew%, bevorzugt 0,5 bis 10 Gew%, insbesondere bevorzugt zwischen 1 bis 5 Gew% in verwendet.
Als Alkohol, der mit dem Mattierungsmittel der wässrigen Mischung zugegeben wird, kann z.B. Phenoxyethanol verwendet werden. Phenoxyethanol hat als Alkohol einen hohen Flammpunkt von 126 °C, was wichtig für die Prozesssicherheit auch hinsichtlich eines zu schnellen Eintrocknens ist. Andere Alkohole sind technisch ebenfalls möglich. Anstatt des Alkohols kann in diesem Verfahrensschritt auch ein Ether wie z.B. Dipropylenglykolmonomethylether verwendet werden.
Auch hat sich die Zugabe von einem Hilfsmittel zur Abtrennung und Entfernung des Alkohols, insbesondere des Ethanols, aus der wässrigen Phase erwiesen. Hierbei hat sich Acetat, wie z.B. n-Butylacetat als sehr positiv hinsichtlich Produktionszeit und anschließender Stabilität im wässrigen Medium gezeigt. Anstelle des n-Butylacetates könnte auch 1-Methoxy-2-propanol verwendet werden.
Die so hergestellte wässrige Suspension der Zusammensetzung kann in wässrige Harze aller Art, z.B. Formaldehydharze wie Melaminharze, eingerührt werden und zur Erzeugung einer matten und gleichzeitig hydrophoben und oleophoben Oberfläche verwendet werden.
In einer weitergehenden Ausführungsform kann der wässrigen Suspension mindestens ein silkonhaltiges Additiv als Verlaufsmittel, wie z.B. BYK-306, zugegeben werden. Dieses Additiv reduziert die Oberflächenspannung und dient als guter Vermittler zwischen der vorliegenden Zusammensetzung mit den Silanverbindungen und einem wässrigen Harz bzw. Wasser dient.
Soll die Zusammensetzung in nicht-wässrigen Harze auf alkoholischer Basis, wie z.B. Acrylat- , Epoxid- oder Urethanharze, eingebracht werden, wird die Rezeptur abgeändert. So werden die Silane im ersten Verfahrensschritt in einer Suspension mit einem reduzierten Wasseranteil (z.B. 10 g Wasser und 80 g 1-Methoxy-2-Propanol) bereitgestellt (andere Alkohole sind auch möglich).
Die Zusammensetzung in einer Harzsuspension kann zur Beschichtung von Trägermaterialien, insbesondere von Papierlagen, wie Dekorpapierlagen oder Overlaypapierlagen, oder insbesondere von Holzwerkstoffplatten, wie mitteldichten Faser (MDF)-, hochdichten Faser (HDF)- oder Grobspan (OSB)-Platten, Sperrholzplatten oder eine Kunststoff-Komposit-Platten (WPC) oder Stein-Kunststoff-Komposit-Platten (SPC) verwendet werden.
Der Auftrag der Harzsuspension auf eine Holzwerkstoffplatte erfolgt typischerweise mittels Walzen, und der Auftrag der Harzsuspension auf eine Papierlage mittels eines Rasterwerks,
Entsprechend werden Holzwerkstoffplatte beschichtet mit der vorliegenden Zusammensetzung und Papierlagen, bevorzugt Dekorpapierlage oder Overlaypapierlage, beschichtet mit der vorliegenden Zusammensetzung bereitgestellt, die einen reduzierten Glanzgrad aufweisen. Die Oberflächen der mit der vorliegenden Zusammensetzung beschichteten Holzwerkstoffplatten und Papierlagen weisen Glanzgrade von weniger als 10, bevorzugt von weniger als 8, insbesondere bevorzugt von weniger als 5. Es können sogar Glanzgrade von weniger als 4, z.B. 3,1 , 3,4 oder 3,8 erreicht werden.
Wie bereits erwähnt, kann die vorliegende Zusammensetzung auf eine Papierlage aufgetragen werden, wobei bereits imprägnierte Papierlagen (Imprägnate) besonders bevorzugt sind. Vorliegend ist unter dem Begriff der "Imprägnierung" eine vollständige oder teilweise Durchtränkung der Papierlage mit dem Harz zu verstehen. Derartige Imprägnierungen können z.B. in einem Imprägnierbad, durch Walzen, durch Rasterwalzen, durch Aufrakeln oder auch durch Besprühen aufgebracht werden.
Als Papierlagen kommen z.B. Overlaypapiere, Dekorpapiere, oder Kraftpapiere zum Einsatz. Overlaypapiere sind dünne Papiere, welche typischerweise bereits mit einem konventionellen Melaminharz getränkt wurden Es sind ebenfalls Overlaypapiere erhältlich, in denen bereits abriebfeste Partikel, wie zum Beispiel Korundpartikel in das Harz des Overlays eingemischt sind, um die Abriebfestigkeit zu erhöhen. Dekorpapiere sind Spezialpapiere zur Oberflächenveredelung von Holzwerkstoffen, die eine hohe Dekorvielfalt ermöglichen. So sind neben den typischen Aufdrucken von diversen Holzstrukturen weitergehende Aufdrucke von geometrischen Formen oder künstlerischen Produkten erhältlich. Eine Einschränkung in der Motivwahl gibt es faktisch nicht. Um eine optimale Bedruckbarkeit zu gewährleisten muss das verwendete Papier eine gute Glätte und Dimensionsstabilität aufweisen und ebenfalls für eine Penetration einer notwendigen Kunstharzimprägnierung geeignet sein. Kraftpapiere weisen eine hohe Festigkeit auf und bestehen aus Zellstofffasern, denen Stärke, Alaun und Leim zugesetzt sind, um Oberflächeneffekte und Festigkeitssteigerungen zu erzielen.
In einer Ausführungsvariante werden die Papierlagen wie folgt behandelt: Zunächst wird die Papierlage rückseitig (z.B.in einer Tränkwanne) mit einem Harz mit einem Feststoffgehalt zwischen 50 und 70 Gew%, bevorzugt 60 Gew% imprägniert. Nach dem Durchlauf einer Atemstrecke erfolgt eine Tauchimpägnierung mit einem Harz. In einem Rakelsystem / Quetschwalzenpaar wird überschüssiges Harz entfernt, und optional werden abriebfeste Partikel auf die imprägnierte Papierlage gestreut. Nach einen Trocknungsschritt wird dann die Harzsuspension mit einem Feststoffgehalt zwischen 50 und 70 Gew%, bevorzugt 55 Gew% umfassend die erfindungsgemäße mattierende Zusammensetzung aufgetragen. Es erfolgt ein weiterer Trocknungsschritt auf eine Restfeuchte von ca. 6%. Das Imprägnat kann dann in üblicher Weise mit einer Holzwerkstoffplatte z.B. in einer Kurztaktpresse verpresst werden.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird die Zusammensetzung auf eine bedruckte Holzwerkstoffplatte aufgetragen.
Hierzu wird eine Holzwerkstoffplatte bzw. Trägerplatte zunächst mit einer Harzgrundierung versehen, auf welcher mindestens eine Grundierungsschicht aufgetragen wird. Die dabei bevorzugt verwendete Grundierungsschicht umfasst eine Zusammensetzung aus Kasein oder Sojaprotein als Bindemittel und anorganische Pigmente, insbesondere anorganische Farbpigmente. Als Farbpigmente können in der Grundierungsschicht weiße Pigmente wie Titandioxid verwendet werden oder aber auch weitere Farbpigmente, wie Calciumcarbonat, Bariumsulfat oder Bariumcarbonat. Die Grundierung kann neben den Farbpigmenten und dem Kasein oder Sojaprotein noch Wasser als Lösemittel enthalten. Es ist ebenfalls bevorzugt, wenn die aufgetragene pigmentierte Grundschicht aus mindestens einer, bevorzugt aus mindestens zwei, insbesondere bevorzugt aus mindestens vier nacheinander aufgetragenen Lagen bzw. Aufträgen besteht, wobei die Auftragsmenge zwischen den Lagen bzw. Aufträgen gleich oder verschieden sein kann.
In einer weiteren Ausführungsvariante wird auf die Grundierung eine Primerschicht, bevorzugt als Einmalauftrag mit anschließender Trocknung, aufgebracht. Die Primerschicht ist insbesondere im Falle eines anschließenden Tiefdruckverfahrens (mit Walzen) sinnvoll, wohingegen diese bei Anwendung eines Digitaldruckverfahrens nicht zwingend erforderlich ist.
Die Menge des aufgetragenen flüssigen Primers liegt zwischen 10 und 30 g/m2, bevorzugt zwischen 15 und 20 g/m2. Als Primer werden bevorzugt Verbindungen auf Polyurethanbasis verwendet.
Als Direktdruckverfahren zum Bedrucken der Holzwerkstoffplatte werden vorteilhafterweise Tiefdruck- und Digitaldruckverfahren angewendet.
Auf die Dekorschicht werden Abdeckschichten mit oder ohne Zusätze aufgetragen, die in Menge und Zusammensetzung variieren können.
So können in einer Variante folgende Aufträge erfolgen:
- Aufträgen von mindestens einer ersten Harzschicht auf die mindestens eine Dekorschicht auf der Oberseite der Holzwerkstoffplatte, wobei die erste Harzschicht einen Feststoffgehalt zwischen 60 und 80 Gew%, bevorzugt 65 Gew% aufweist und Glaskugeln als Abstandshalter enthält;
- Trocknen des Aufbaus aus erster Harzschicht und Glaskugeln in mindestens einer Trocknungsvorrichtung;
- Aufträgen von mindestens einer zweiten Harzschicht auf die Oberseite und optional auf die Unterseite der Holzwerkstoffpatte, wobei die zweite Harzschicht einen Feststoffgehalt zwischen 60 und 80 Gew%, bevorzugt 65 Gew% aufweist;
- gleichmäßiges Aufstreuen von abriebfesten Partikeln auf die zweite Harzschicht auf der Oberseite der Holzwerkstoffplatte;
- anschließendes Trocknen der zweiten Harzschicht mit den abriebfesten Partikeln in mindestens einer Trocknungsvorrichtung;
- Aufträgen von mindestens einer dritten und einer vierten Harzschicht, wobei die dritte einen Feststoffgehalt zwischen 50 und 70 Gew%, bevorzugt 60 Gew% aufweist, - anschließendes Trocknen der aufgetragenen dritten Harzschicht in mindestens einer weiteren Trocknungsvorrichtung;
- Aufträgen von mindestens vierten Harzschicht, wobei die vierte Harzschicht einen Feststoffgehalt zwischen 50 und 70 Gew%, bevorzugt 60 Gew% aufweist;
- anschließendes Trocknen der aufgetragenen vierten Harzschicht in mindestens einer weiteren Trocknungsvorrichtung;
- Aufträgen von mindestens einer Harzsuspension mit einem Feststoffgehalt zwischen 50 und 70 Gew%, bevorzugt 55 Gew% umfassend die erfindungsgemäße Zusammensetzung,
- anschließendes Trocknen der aufgetragenen Harzsuspension in mindestens einer weiteren Trocknungsvorrichtung; und
- Verpressen des Schichtaufbaus in einer Kurztaktpresse.
Wie oben ausgeführt, können Glaskugeln aufgebracht werden, die als Abstandshalter fungieren. Die bevorzugt verwendeten Glaskugeln weisen einen Durchmesser von 80-100 pm auf. Die Menge an Glaskugeln beträgt 10 bis 50 g/m2, bevorzugt 10 bis 30 g/m2, insbesondere bevorzugt 15 bis 25 g/m2. Der Ansatz besteht bevorzugt aus ca. 40 kg Harz flüssig plus Glaskugeln und Hilfsstoffe. Die Glasperlen können ebenfalls in silanisierter Form vorliegen. Durch die Silanisierung der Glasperlen wird die Einbettung der Glasperlen in die Harzmatrix verbessert.
Wie oben ebenfalls bereits erwähnt, können auf die Holzwerkstoffplatte abriebfeste Partikel, wie z.B. Partikel aus Korund (Aluminiumoxide), Borcarbide, Siliziumdioxide, Siliziumcarbide, aufgestreut werden. Besonders bevorzugt sind Korundpartikel. Dabei handelt es sich in bevorzugter Weise um Edelkorund (weiß) mit einer hohen Transparenz, damit die optische Wirkung des darunterliegenden Dekors so wenig wie möglich nachteilig beeinflusst wird.
Die Menge an aufgestreuten abriebfesten Partikeln beträgt 10 bis 50 g/m2, bevorzugt 10 bis 30 g/m2, insbesondere bevorzugt 15 bis 25 g/m2. Die Menge der aufgestreuten abriebfesten Partikel hängt von der zu erreichenden Abriebklasse und der Korngröße ab. So liegt die Menge an abriebfesten Partikeln im Falle der Abriebklasse AC3 im Bereich zwischen 10 bis 15 g/m2, in der Abriebklasse AC4 zwischen 15 bis 20 g/m2 und in der Abriebklasse AC5 zwischen 20 bis 35 g/m2 bei Verwendung der Körnung F200. Im vorliegenden Fall weisen die fertigen Platten bevorzugt die Abriebklasse AC4 auf.
Es werden abriebfeste Partikel mit Körnungen in den Klassen F180 bis F240, bevorzugt F200 verwendet. Die Korngröße der Klasse F180 umfasst einen Bereich von 53 - 90 pm, F220 von 45-75 mhi, F230 34-82 mhi, F240 28-70 mhi (FEPA Norm). In einer Variante werden als abriebfeste Partikel Edelkorund weiß F230 verwendet.
Die Trocknung der Harzschichten erfolgt bei Trockner-Temperaturen zwischen 150 und 220°C, bevorzugt zwischen 180 und 210°C, insbesondere in einem Konvektionstrockner. Die Temperatur wird an die jeweiligen Harzschichten angepasst und kann in den einzelnen Konvektionstrocknern variieren. Anstatt von Konvektionstrocknern können aber auch andere Trockner zum Einsatz kommen.
In dem sich an den letzten Trocknungsschritt anschließenden Pressschritt erfolgt ein Verpressen des Schichtaufbaus unter Druck- und Temperatureinfluss in einer Kurztaktpresse bei Temperaturen zwischen 150 und 250°C, bevorzugt bei 160°C und einem Druck zwischen 30 und 60 kg/cm2. Die Presszeit liegt zwischen 10 bis 20 sec, bevorzugt zwischen 12 bis 14 sec.
Bevorzugt wird die beschichtete Holzwerkstoffplatte in der Kurztaktpresse zu einem in der Kurztaktpresse befindlichen strukturierten Pressblech anhand von Markierungen auf der Holzwerkstoffplatte ausgerichtet, so dass eine Deckungsgleichheit zwischen dem Dekor auf der Holzwerkstoffplatte und der einzuprägenden Struktur des Pressbleches hergestellt wird. Dies ermöglicht die Herstellung einer dekorsynchronen Struktur. Während des Verpressens kommt es zu einer Aufschmelzung der Melaminharzschichten und Ausbildung eines Laminats durch Kondensationsreaktion.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Ausführungsbeispiel 1 : a) Herstellung einer ersten mattierenden Zusammensetzung
In einem Rührgefäß werden 50 g Ethanol und 90 g Wasser vorgelegt. Hierzu wird nun eine Silanmischung aus 27,6 g Octyltriethoxysilan 23,4 g Pentyltriethoxysilan / 55,6 g Glycidyloxypropyltriethoxysilan und 81 ,2 g Tetraethoxysilan gegeben und kräftig gerührt. Nun wird noch eine Mischung aus 10 g Wasser und 5,2 g para Toloulsulfonosäure hinzugegeben und auf 40 °C erhitzt und 60 Minuten gerührt. Nach dieser Zeit werden weitere 50 g Wasser sowie 10 g N-Butylacetat, 5 g 2-Phenoxyethanol, sowie 65 g Mattierungsmittel (Deuteron 659) 35 g (Syloid 244) hinzugegeben und weitere 120 Minuten bei 40 °C gerührt. Im Anschluss wird der Ethylalkohol mit Hilfe eines Rotationsverdampfers entfernt.
Zu 380 g Lösung wird nun noch 19 g des Verlaufsmittels Byk 306 hinzugegeben b) Herstellung einer zweiten mattierenden Zusammensetzung
In einem Rührgefäß werden 50 g Ethanol und 90 g Wasser vorgelegt. Hierzu wird nun eine Silanmischung aus 27,6 g Octyltriethoxysilan 51 ,1 g Tridecafluoroctyl- triethoxysilan / 55,6 g Glycidyloxypropyltriethoxysilan und 81 ,2 g Tetraethoxysilan gegeben und kräftig gerührt. Nun wird noch eine Mischung aus 10 g Wasser und 5,2 g para Toloulsulfonosäure hinzugegeben und auf 40 °C erhitzt und 60 Minuten gerührt.
Nach dieser Zeit werden weitere 50 g Wasser sowie 10 g n-Butylacetat, 5 g 2-Phenoxyethanol, sowie 65 g Mattierungsmittel (Deuteron 659) 35 g (Syloid 244) hinzugegeben und weitere 120 Minuten bei 40 °C gerührt. Im Anschluss wird der Ethylalkohol mit Hilfe eines Rotationsverdampfers entfernt.
Zu 380 g Lösung wird nun noch 19 g des Verlaufsmittels Byk 306 hinzugegeben.
Zum Einarbeiten in Acrylat-, Epoxid- oder Urethanharze auf ylkoholischer Basis bzw. 100 % Systeme wird die obige Rezeptur abgeändert. Die Wassermenge in den Beispielen wird ersetzt durch 10 Wasser und 80 g 1 -Methoxy-2-Propanol). Wobei auch andere Alkohole möglich sind. Die Zugabe der zweiten Menge Wasser (10 g) bleibt erhalten. Eventuell kann nun der Rotationsverdampfungsschritt zum Entfernen des Ethanols entfallen. Jedoch könnten man hier noch einen höher siedenden Alkohol wie Dipropylengylkolmonomethylether hinzugeben und die niedrigsiedenden Alkohole entfernen, so dass man den Flammpunkt weiter nach oben bringt.
Ausführungsbeispiel 2: Aufbringen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf ein Dekorpapier
In einem Imprägnierkanal wird von einem Abwickler ein Dekorpapier ( Grammatur: 80 g/m2 ) abgerollt. Das Dekorpapier wird zunächst in einer Tränkwanne rückseitig mit einem Melaminharz imprägniert. Das Melaminharz hat einen Feststoffgehalt von ca. 60 Gew% und enthält die üblichen Hilfsstoffe wie Härter, Netzmittel. Trennmittel usw. Nach dem Durchlaufen der Atemstrecke erfolgt eine Tauchimprägnierung ebenfalls mit einem Melaminharz. Das Dekorpapier durchläuft Quetschwalzen in denen der Harzauftrag auf ca. 125 g flüssig/m2 eingestellt wird. Das Dekorpapier durchläuft einen ersten Schwebetrockner in dem das Dekorpapier auf eine Restfeuchte von 15 - 20 % getrocknet wird.
In einem Rasterwerk wird die Oberseite des Dekorpapiers mit einer Rezeptur aus 100 Gew% Melaminharz (Feststoffgehalt: 55 Gew%) und 95 Gew% der erfindungsgemäßen Zusammensetzung (Inosil MM-32-x) versehen. Die Auftragsmenge lag dabei bei 50 g Rezeptur/ m2.
Es wird wiederum in einem Schwebetrockner getrocknet. Die Restfeuchte lag dann bei 6,0 %.
Das Imprägnat wird auf Format geschnitten und abgestapelt. Das Imprägnat wurde anschließend in einer Kurztaktpresse auf eine Spanplatte aufgepresst (Press-parameter: p= 40 kg/cm2, T= 200°C oben/200°C unten, t=14 sec). Es wurde ein Pressblech mit einer Büttenstruktur verwendet.
Nach der Verpressung wurde eine Glanzgradbestimmung (DIN EN ISO 2813:2015-02, Messwinkel: 85°) durchgeführt, wobei sich ein Wert von 3,8 Glanzpunkten ergab. Ein Imprägnat, das ohne die Rezeptur mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung imprägniert worden war, lieferte einen Wert von 12,3 Glanzpunkten bei der Glanzgradbestimmung. Die Oberfläche hatte auch ausgeprägte Antifingerprint-Eigenschaften.
Ausführungsbeispiel 3: Aufbringen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf ein Overlaypapier
In einem Imprägnierkanal wird von einem Abwickler ein Overlaypapier (Grammatur: 30 g/m2) abgerollt. Das Overlaypapier wird zunächst in einer Tränkwanne rückseitig mit einem Melaminharz imprägniert. Das Melaminharz hat einen Feststoffgehalt von ca. 60 Gew% und enthält die üblichen Hilfsstoffe wie Härter, Netzmittel. Trennmittel usw. Nach dem Durchlaufen der Atemstrecke erfolgt eine Tauchimprägnierung ebenfalls mit einem Melaminharz. Das Overlaypapier durchläuft Quetschwalzen in denen der Harzauftrag auf ca. 180 g flüssig/m2 eingestellt wird. Das Overlaypapier wird dann mit Hilfe einem Streuer auf der Oberseite mit ca. 20 g Korund/m2 bestreut (Korngröße: F230 nach FEPA-Standard). Dann durchläuft das Imprägnat einen ersten Schwebetrockner in dem das Overlayimprägnat auf eine Restfeuchte von 15 - 20 % getrocknet wird.
In einem Rasterwerk wird die Rückseite des Overlaypapiers mit einer Rezeptur aus 100 Gew% Melaminharz (Feststoffgehalt: 55 Gew%) und 95 Gew% der erfindungsgemäßen Zusammensetzung (Inosil MM-32-x). Die Auftragsmenge lag dabei bei 50 g Rezeptur/ m2. Es wird wiederum in einem Schwebetrockner getrocknet. Die Restfeuchte lag dann bei 6,0 %.
Das Imprägnat wird auf Format geschnitten und abgestapelt. Anschließend wird die Palette mit den Imprägnaten gedreht (Unterseite nach oben). Das Imprägnat wurde anschließend in einer Kurztaktpresse verpresst. Dabei kam folgender Aufbau zum Einsatz: Overlayimprägnat - Dekorimprägnat -HDF (Faserplatte mit erhöhter Rohdichte) - Gegenzugimprägnat.
Bei den Imprägnaten handelt es sich - bis auf das Overlayimprägnat - um Standardprodukte, die für diese Anwendung bei Lohnimprägnierern beschafft werden können.
Es wurde mit den folgenden Pressparametern gearbeitet: p= 40 kg/cm2, T= 200°C oben/200°C unten, t=14 sec.). Es wurde ein Pressblech mit einer Büttenstruktur verwendet.
Nach der Verpressung wurde eine Glanzgradbestimmung (DIN EN ISO 2813:2015-02, Messwinkel: 85°) durchgeführt, wobei sich ein Wert von 3,1 Glanzpunkten ergab. Ein Aufbau, der ein Overlayimprägnat ohne die erfindungsgemäße Zusammensetzung imprägniert worden war, lieferte einen Wert von 11 ,9 Glanzpunkten bei der Glanzgradbestimmung. Die Oberfläche hatte auch ausgeprägte Antifingerprint-Eigenschaften.
Ausführungsbeispiel 4: Aufbringen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf eine Holzwerkstoffplatte
Eine HDF (Format: 2800 x 2070 x 7 mm) wird in einer Direktdrucklinie zunächst mit einem Melaminharz grundiert (Auftragsmenge: ca. 20 g Melaminharz fl./m2, Feststoffgehalt: ca. 65 Gew.%). Das Harz wird in einem Umlufttrockner getrocknet und anschließend eine Farbgrundierung aufgetragen, die aus Titandioxid und Kasein besteht. Diese Farbgrundierung wird bis zu sieben Mal aufgetragen. Dabei liegt die Auftragsmenge bei 5 - 10 g Grundierung fl./Auftragswerk. Es wird jeweils nach jedem Auftrag eine Zwischentrocknung mit Hilfe von einem Umluft und/oder IR-Trockner durchgeführt. Danach wird ein Primer aufgetragen (Auftragsmenge 10 - 20 g fl/ m2). Dieser wird ebenfalls getrocknet. Auf diesen Primer wird dann im Tiefdruck- oder Digitaldruckverfahren ein Dekor aufgedruckt.
Anschließend wird eine Abdeckschicht aus Melaminharz aufgetragen (Auftragsmenge: 10 - 30 g Melaminharz fl./ m2, Feststoffgehalt: 65 Gew%). Das Melaminharz enthält Glaskugeln (Durchmesser Glaskugeln: 80 - 100 gm, Auftragsmenge: 5 g Glaskugeln/m2) als Abstandshalter. Die Platten durchlaufen wiederum einen Trockner. Danach werden sie in einem Paternoster abgekühlt.
Die Platten werden dann an einer Produktionslinie auf der Oberseite mit Melaminharz (Auftragsmenge: 60 g Melaminharz fl./m2, Feststoff: 65 Gew%.) beschichtet. Gleichzeitig wird auf der Rückseite ein Melaminharz als Gegenzug in der gleichen Menge ebenfalls mit Hilfe einer Walze aufgetragen. Dann erfolgt das Aufstreuen von Korund auf die Oberseite der Platte (Auftragsmenge: 20 g Korund/m2, Korngröße: F230 nach FEPA-Standard). Der Aufbau wird in einem Trockner mit Hilfe von IR-Strahlern oder Umluft getrocknet. Anschließend werden noch zweimal 30 g Melaminharz fl./m2 (Feststoffgehalt: 60 Gew%) mit Hilfe von Walzenauftragsaggregaten aufgetragen. Nach jedem Auftrag folgt eine Zwischentrocknung.
In einem letzten Walzenauftragswerk werden mit einer Rezeptur aus 100 Gew% Melaminharz (Feststoffgehalt: 55 Gew%) und 95 Gew% der erfindungsgemäßen Zusammensetzung (Inosil MM-32-x) aufgebracht. Die Auftragsmenge lag dabei bei 50 g Rezeptur/ m2.
Die Platten werden in einem Umlufttrockner getrocknet. Die Platten werden dann in einer Legestation mit einem Gegenzugimprägnat gelegt und dann in eine Kurztaktpresse transferiert. Dort wird der Aufbau dann bei T=160°C, p=30 kg/cm2 und t=14 sec verpresst. Es wurde ein Pressblech mit einer Büttenstruktur verwendet.
Nach der Verpressung wurde eine Glanzgradbestimmung (DIN EN ISO 2813:2015-02, Messwinkel: 85°) durchgeführt, wobei sich ein Wert von 3,4 Glanzpunkten ergab. Ein Aufbau, der ein Overlayimprägnat ohne die Rezeptur mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung imprägniert worden war, lieferte einen Wert von 12,3 Glanzpunkten bei der Glanzgradbestimmung. Die Oberfläche hatte auch ausgeprägte Antifingerprint-Eigenschaften. Ausführungsbeispiel 5:
Neben den Glanzgraden wurden für die Ausführungsbeispiele 1 und 2 auch weitere Eigenschaften der verpressten Holzwerkstoffplatten untersucht.
Diese sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
** OV=Overlay;D=Dekorpapier;G=Gegenzug
*** 1= keine Veränderung, Prüffläche ist nicht von umliegender Fläche zu unterscheiden;
2 = mäßige Veränderung, Prüffläche ist von umliegender Fläche bei Betrachtung aus unterschiedlichen Richtungen zu unterscheiden, zum Beispiel Entfernung, Glanz- und Farbveränderungen, es tritt keine fühlbare Veränderung der Oberfläche an
3 = starke Veränderung, Oberflächenstruktur deutlich verändert und/oder Entfärbung, Glanz-und Farbveränderungen und/oder vollständige oder teilweise Delaminierung des Oberflächenmaterials
**** 1 = an den Schnittpunkten der Gitterlinien sind kleine Splitter der Beschichtung abgeplatzt, abgeplatzte Fläche nicht größer als 5 % der Gitterschnittfläche
2 = die Beschichtung ist längst der Schnittränder und/oder an den Schnittpunkten der Gitterlinien abgeplatzt, abgeplatzte Fläche größer als 5 %, aber nicht größer als 15 % der Gitterschnittfläche
3 = die Beschichtung ist längst der Schnittränder teilweise oder ganz breiten Streifen abgeplatzt und/oder einige Quadrate sind teilweise oder ganz abgeplatzt, abgeplatzte Fläche größer als 15 %, aber nicht größer als 35 % der Gitterschnittfläche

Claims

Patentansprüche
1. Harzsuspension basierend auf einem Formaldehyd-Harz umfassend eine Zusammensetzung zur Mattierung und Reduzierung von Anti-Fingerprint-Effekten von Oberflächen auf Trägermaterialien, wobei die Zusammensetzung herstellbar ist aus
- mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel (I)
SiX4 (I), wobei
- X H, OH oder ein hydrolysierbarer Rest ausgewählt aus der Gruppe umfassend Halogen, Alkoxy, Carboxy, Amino, Monoalkylamino oder Dialkylamino, Aryloxy, Acyloxy, Alkylcarbonyl ist;
- mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel (II)
R1aSlX(4-a) (II), wobei
- X die obige Bedeutung aufweist, und
- R1 ein organischer Rest ist ausgewählt aus der Gruppe umfassend Alkyl, Aryl, Cycloalkyl, und
- wobei R1 mindestens eine funktionelle Gruppe Qi aufweist, die ausgewählt ist aus einer Gruppe enthaltend eine Hydroxy-, Amino-, Monoalkylamino-, Carboxy-, Mercapto-, Alkoxy-, Aldehyd-, Acryl-, Acryloxy-, Methacryl-, Methacryloxy-, Cyano-, Isocyano- und Epoxid- Gruppe, und
- a = 1 , 2, 3, insbesondere 1 oder 2 ist, und
- mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel (III)
R2bSiX(4-b) (III), wobei - X die obige Bedeutung aufweist,
- R2 ein nicht-hydroliserbarer organischer Rest R2 ist ausgewählt aus der Gruppe umfassend Alkyl, Aryl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl oder perfluoriertes Alkyl und
- b = 1 , 2, 3, oder 4 ist, und
- mindestens ein Mattierungsmittel umfassend Polymere und Kieselsäure.
2. Harzsuspension nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass X ausgewählt ist aus einer Gruppe enthaltend H, OH, Fluor, Chlor, Brom, lod, Ci-6-Alkoxy, insbesondere Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy und Butoxy, C6-io-Aryloxy, insbesondere Phenoxy, C27- Acyloxy, insbesondere Acetoxy oder Propionoxy, C2- -Alkylcarbonyl, insbesondere Acetyl, Monoalkylamino oder Dialkylamino mit Ci bis C12, insbesondere Ci bis C6.
3. Harzsuspension nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass X H, OH oder Alkoxy, insbesondere Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy oder i-Propoxy, ist.
4. Harzsuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass R1 der Verbindung der allgemeinen Formel (II) ausgewählt ist ausgewählt aus einer Gruppe umfassend CrC3o-Alkyl, insbesondere C5-C25-Alkyl, C2- Ce-Alkenyl, C3-C8-Cycloalkyl und C3-C8-Cycloalkenyl.
5. Harzsuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine funktionelle Gruppe Q1 der Verbindung der allgemeinen Formel (II) ausgewählt ist aus einer Gruppe enthaltend Epoxid-, Hydroxy- , Ether-, Acryl-, Acryloxy-, Methacryl-, Methacryloxy-, Amino-, Alkoxy-, Cyano- und/oder Isocyano-Gruppe.
6. Harzsuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-hydroliserbare organische Rest R2 der Verbindung der allgemeinen Formel (III) ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend CrCi5-Alkyl, insbesondere Ci-Ci0-Alkyl, C2-C6-Alkenyl, C2-C6-Alkinyl und C6-Cio-Aryl.
7. Harzsuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nicht-hydroliserbare organische R2 der Verbindung der allgemeinen Formel (III) ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Methyl, Ethyl, n- Propyl, Isopropyl, n-Butyl, s-Butyl, t-Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Cyclohexyl, Vinyl, 1-Propenyl, 2-Propenyl, Butenyl, Acetylenyl, Propargyl, Phenyl und Naphthyl.
8. Harzsuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel (I), mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel (II) und mindestens zwei Verbindungen der allgemeinen Formel (III) enthalten sind.
9. Harzsuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Mattierungsmittel ein Komposit aus Polyurethan, synthetische, amorphe Kieselsäure oder monodisperse Polysiloxanpartikel umfasst.
10. Harzsuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anorganische Partikel, insbesondere Si02, Al203, Zr02, Ti02- Partikel, enthalten sein können.
11. Harzsuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formaldehyd-Harz ein Melaminharz ist.
12. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung zur Verwendung in einer Harzsuspension nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend die Schritte:
- Bereitstellen von einer wässrigen Suspension enthaltend mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel (I), mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel (II) und mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel (III);
- Zugabe von mindestens einem Katalysator, insbesondere einer Säure, zu der Suspension aus mindestens einer Verbindung der Formel (I), mindestens einer Verbindung der Formel (II) und mindestens einer Verbindung der Formel (III);
- Zugabe von mindestens einem Mattierungsmittel; und
- Abtrennung der wässrigen Phase des Gemisches aus mindestens einer Verbindung der Formel (I), mindestens einer Verbindung der Formel (II), mindestens einer Verbindung der Formel (III) und dem mindestens einem Mattierungsmittel.
13. Verwendung Harzsuspension nach einem der Ansprüche 1-11 zur Beschichtung von Trägermaterialien, insbesondere von Papierlagen, wie Dekorpapierlagen oder Overlaypapierlagen, oder insbesondere von Holzwerkstoffplatten, wie mitteldichten Faser (MDF)-, hochdichten Faser (HDF)- oder Grobspan (OSB)-Platten, Sperrholzplatten oder eine Kunststoff-Komposit-Platten (WPC) oder Stein-Kunststoff-
Komposit-Platten (SPC).
14. Holzwerkstoffplatte beschichtet mit mindestens einer Harzsuspension nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
15. Papierlage, bevorzugt Dekorpapierlage oder Overlaypapierlage, beschichtet mit mindestens einer Harzsuspension nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
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