DE2232847A1

DE2232847A1 - Verfahren zur herstellung von mit aminoplastharzen getraenkten und dekorseitig mit lackharz beschichteten traegerbahnen

Info

Publication number: DE2232847A1
Application number: DE19722232847
Authority: DE
Inventors: Roetger Dr Mitgau; Dietmar Dr Schedlitzki
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1972-07-05
Filing date: 1972-07-05
Publication date: 1974-01-24
Also published as: GB1377888A; FR2191488A5; DE2232847B2; ES417066A1; IT989684B

Description

Th. Goldschmidt AG, Essen

Verfahren zur Herstellung von mit Aminoplastharzen getränkten und dekorseitig mit Lackharz beschichteten Trägerbahnen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von für die Oberflächenbeschichtung von Holzwerkstoffen geeigneten, mit 25 bis 100 Gew.-% (bezogen auf Papier) Aminoplastharzen getränkten Trägerbahnen aus Dekorpapieren, welche dekorseitig mit einem Lackharz beschichtet und getrocknet bzw. ausgehärtet sind.

Die Oberflächenvergütung von Holzwerkstoffplatten mit Dekorpapieren,· welche mit Aminoplastharzen getränkt und gegebenenfalls beschichtet sind, durch Aufpressen auf die Oberflächen der Holzwerkstoffplatten unter Aushärtungsbedingungen ist seit vielen Jahren bekannt.

Man kann sich hierzu verschiedener Verfahren bedienen. So ist es beispielsweise möglich, die Dekorpapiere mit solchen Mengen von Aminoplastharzen zu tränken und gegebenenfalls zu beschichten, daß die Aminoplastharze einerseits für einen sicheren Verbund der Trägerbahn mit der Holzwerkstoffplatte

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sorgen und andererseits eine glatte, geschlossene, porenfreie Oberfläche ausbilden. Da'zu ist eine Beharzung von etwa 120 bis 150 % (bezogen auf Papier) notwendig. Für derartige

Verpressungen ist ein Preßdruck von etwa 18 bis 20 kp/cm erforderlich. Jedoch stehen der verarbeitenden Industrie nicht immer Pressen zur Verfügung, welche zur Erzeugung eines entsprechenden Druckes geeignet sind.

Um Verpressungen bei niedrigerem Druck durchführen zu können, hat man in den vergangenen Jahren Dekorpapiere auch mit geringeren Anteilen an Aminoplastharzen hergestellt, beispielsweise mit Harzgehalten von 25 bis 100 Gew.-%, bezogen auf Papiergewicht. Diese Harzmengen reichen jedoch nicht aus, um die beharzte Trägerbahn mit der Oberfläche der Holzwerkstoffplatte sicher zu verbinden und eine geschlossene Harzoberfläche auszubilden. Es ist deshalb notwendig, daß man derartige Trägerbahnen in an sich bekannter Weise auf die Oberflächen von Holzwerkstoffplatten unter Verwendung.von flüssigen Leimen aufleimt, wobei die Aufleimung gleichzeitig

mit der Aushärtung des Kunstharzes unter Wärme und Druck er- ^.'

folgen kann. Für derartige Vergütungen genügt ein Preßdruck

von 3 bis 10 kp/cm . Zur Ausbildung einer geschlossenen Kunstharzoberfläche ist es notwendig, die so erhaltenen Oberflächen zusätzlich mit einer Lackschicht zu versehen. Hieraus ergibt sich eine Mehrzahl von einzelnen lohnintensiven Verf-ahrensschritten.

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Man hat .deshalb auch bereits die gering beharzten Dekorpapiere direkt bei der Herstellung nach der Imprägnierung mit einer Lackschicht versehen, die, selbstvernetzend oder trocknend sein kann und das so erhaltene Halbfertigfabrikat auf die Oberflächen von Holzwerkstoffplatten aufgeleimt, wobei gegebenenfalls die Halbfertigfabrikate auf der der Holzwerkstoffplatte zugewandten Seite eine Leimschicht aufweisen können.

Dieses Verfahren weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. Papier, insbesondere das saugfähige, zu Imprägnierzwecken verwendete Papier, ist ein inhomogener Werkstoff, der gerade bei geringen Beharzungsverhältnissen relativ ungleichmäßig mit Aminoplastharz durchtränkt wird. Im Papier entstehen Stellen, welche verhältnismäßig wenig Aminoplastharz aufweisen. Es kann auch zur Bildung von Poren im Papier> welche kein oder nur wenig Harz aufweisen, kommen. Daneben sind, insbesondere an den Stellen der Bedruckung des Dekorpapieres, Anteile vorhanden, welche eine relativ geringe Harzmenge aufweisen. Härtet man nun diese beharzten Dekorpapiere drucklos

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aus und trägt auf diese Verfahrensprodukte Harzlösungen auf, die selbstvernetzend sind oder sich nach Verdunsten der Lösungsmittel verfestigen, werden zum Teil aus den obengenannten Gründen ungleichmäßige Oberflächen erhalten, da an den Stellen geringerer Aminoplastbeharzung das als zweite Schicht aufgetragene Lackharz wegsackt bzw. auf den mehr Aminoplastharz aufweisenden Stellen steht. Verzichtet man

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auf eine Trocknung des vorgetränkten Dekorpapiers und trägt das Lackharz "naß in naß" auf, so hat man neben einem ungleichmäßigen Wegsacken des Lackes noch mit einer Blasenbildung in der Lackharzschicht zu rechnen.

Diese Schwierigkeiten lassen sich nicht dadurch beheben, daß man größere Mengen an Lackharz aufträgt, da sich bei der Trocknung in der Oberfläche Fehlstellen, wie z.B. Blasen oder Krater, bilden. Eine Vermeidung dieser Erscheinungen wäre nur durch ein sehr langsames Trocknen dieser zweiten Schicht möglich, was jedoch aus wirtschaftlichen Gründen nicht zulässig ist. Auch ein mehrmaliger Auftrag der zweiten schützenden, die Oberfläche bildenden Harzschicht scheidet aus, da gerade vernetzende Lackharze Verbundschwieirigkeiten der einzelnen Schichten miteinander ergeben, die optisch erkennbar sind und den Eindruck einer gleichmäßigen Oberfläche stören.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese geschilderten Nachteile bei dem Auftrag der die Oberflächenschicht bildenden Lackharze auf gering mit Aminoplastharz getränkte Papiere zu vermeiden.

überraschenderweise gelingt dies dadurch, daß zwischen mit Aminoplastharz getränkter Trägerbahn und dekorseitig aufgetragenem Lackharz eine Zwischenschicht aus mit beiden Harzen verträglichen makromolekularen Verbindungen in Mengen von

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3 bis 20 g/m , vorzugsweise 3 bis 10 g/m , aufgebracht wird.

Unter dem Begriff der Verträglichkeit ist erfindungsgemäß die Forderung zu verstehen, daß die makromolekularen Substanzen mit den.ausgehärteten Harzen keine optischen Grenzflächen bilden und miteinander einen festen Verbund gewährleisten.

Eine bevorzugte Verfahrensweise ist dadurch gekennzeichnet, daß man als Lackharze selbstvernetzende Acrylatharze, gegebenenfalls in Mischung mit Aminoplastharzen, und als makromolekulare Verbindungen für die Zwischenschicht solche mit Hydroxyl- und/oder Aminogruppen verwendet.

Selbstvernetzende Acrylatharze entstehen durch Polymerisation bzw. durch Copolymerisation von Acryl- und/oder Methacrylsäure oder deren Derivaten. Geeignete Derivate der Acryl- und/oder Methacrylsäure sind vor allem die Ester, Nitrile und Amide dieser Säure. Als reaktionsfähige Gruppen sind insbesondere am Amidstickstoff gebundene Hydroxymethylgruppen geeignet. Diese Acrylatharze können gegebenenfalls in Mischung mit Aminoplastharzen verwendet werden. Die Mischungsverhältnisse können dabei innerhalb weiter Grenzen variieren. Bevorzugt-sind Mischungsverhältnisse von Acrylatharz : Aminoplastharz ( jeweils auf Festkörper bezogen) 30 bis 95 Gew.-% : 70 bis 5 Gew.-%.

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Anstelle der selbstvernetzenden Acrylatharze können auch andere Harze verwendet werden, wie z.B. hydroxylgruppenhaltige Alkydharze, Hydroxylgruppen bzw. Aminogruppen enthaltende Polyurethanharze. Man kann auch säurehärtende Lacke verwenden, wie sie beispielsweise durch Mischung von hydroxy lgruppenhaltigen Alkydharzen mit verätherten Aminoplastharzen erhalten werden.

Als makromolekulare Verbindungen für die Zwischenschicht werden vorzugsweise solche verwendet, welche HydroxyI- und/oder Aminogruppen aufweisen, wie z.B. Polysaccharide bzw. deren Umsetzungsprodukte, wie Methylcellulose, Carboxymethylcellulose, Cellulosenitrat; Eiweißstoffe (Casein) oder synthetische Polymere, wie z.B. Polyvinylalkohol, PoIyalkylenglykol.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweckmäßig in der Weise durchgeführt, daß man das Dekorpapier zunächst mit Lösungen von Aminoplastharzen tränkt, wobei man die Konzentration der Lösungen und Tränkungsbedingungen so wählt, daß das erwünschte Beharzüngsverhältnis von 25 bis 100 Gew.-% Tränkharz, bezogen auf Papiergewicht, erzielt wird. Die getränkten Papiere werden, gegebenenfalls auf einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 30 Gew.-% oder weniger, getrocknet. Anschließend wird eine Lösung oder Dispersion der ·

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makromolekularen Substanzen aufgebracht, gegebenenfalls erneut getrocknet, bis ein Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von maximal 30 Gew.-% wieder erreicht ist. Sodann wird das Verfahrensprodukt mit der Lösung oder Dispersion eines die Oberflächenschicht bildenden Harzes dekorseitig beschichtet und dieses mehrfach beschichtete Produkt bei Temperaturen, die zur Trocknung und Aushärtung der Harze notwendig sind, auf einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von maximal 6 Gew.-% getrocknet. Geeignete Temperaturen sind dabei Temperaturen zwischen 100° und 170°C. Bei diesen Temperaturen härtet das Aminoplastharz weitgehend aus und das als dritte Schicht aufgetragene Lackharz bildet einen zusammenhängenden poren- und kraterfreien Schutzfilm. Je nach Gehalt an Aminoplastharz erhält man mehr oder weniger flexible Verfahrensprodukte. Je höher der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen ist, desto flexibler sind die erhaltenen Folien.

Die Menge an aufgetragenem, die Oberfläche schützendem Lack-

2 harz soll zweckmäßig 20 bis 50 g/m betragen.

Das erfindungsgemäße Verfahren sei an Hand der folgenden Beispiele noch näher erläutert:

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Beispiel 1

Ein saugfähiges, mit einem Holzdekor bedrucktes Edelzell-

stoffpapier, das ein Flächengewicht von 100 g/m und einen Aschegehalt von 15 % aufweist, wird mit einer handelsüblichen, wäßrigen, 50 gewichtsprozentigen Harnstoffharzlösung, der 0,1 Gew.-% Ammoniumchlorid als Härter zugesetzt worden ist, vorgetränkt und bei 14O°C getrocknet und das Harz dabei weiter kondensiert, bis die vorgetränkte Papierbahn einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 20 Gew.-% aufweist.

Das Flächengewicht beträgt 170 g/m ; das entspricht einem

Trockengewicht von 136 g/m .

Dekorseitig wird auf die vorgetränkte Papierbahn eine etwa 5 prozentige wäßrige Lösung von Polyvinylalkohol (Verseifungsgrad 85 bis 99,5 %, Molekulargewicht 10.000 bis 100.000) aufgetragen und erneut bei 14O°C getrocknet, bis ein Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 15 Gew.-% erreicht ist. Die Menge des aufgebrachten Polyvinylalkohols beträgt 5 g/m².

Anschließend wird wiederum dekorseitig auf die vorgetränkte und beschichtete Papierbahn ein wäßriges Lackharz aufgetragen, das aus 60 Gewichtsteilen einer handelsüblichen, wäßrigen, 60 prozentigen Dispersion eines selbstvernetzenden Acrylatharzes und 40 Gewichtsteilen einer handelsüblichen,

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wäßrigen, 50 prozentigen Harnstoffharzlösung besteht. Man trocknet und kondensiert bei 14O°C, bis ein Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 2 % erreicht ist. Das Flächen-

gewicht der Dekorfolie beträgt 165 g/m , der Auftrag an Lack-

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harz somit ca. 21 g/m .

Auf dem gleichen Wege wird eine weitere Dekorfolie hergestellt mit gleichen Mengen an Aminoplastharz und Lackharz, jedoch ohne eine Zwischenschicht aus Polyvinylalkohol.

Beide Dekorfolien werden gegen Aluminiumbleche bei 145 C

unter einem Druck von 5 kp/cm während 45 Sekunden auf HoIz-

spanplatten gepreßt, die man zuvor mit ca. 80 g/m eines handelsüblichen Harnstoffharzleimes beschichtet, und heiß entformt.

Die Dekorfolie mit Polyvinylalkohol als Zwischenschicht zeigt eine gleichmäßig glänzende, pore'narme Oberfläche, während die ohne Polyvinylalkohol hergestellte Dekorfolie stark glanzfleckig und offenporig ist.,

Beispiel 2

Man verfährt wie in Beispiel 1; nur wird anstelle der PoIyvinylalkohollösung eine 3 prozentige, wäßrige Lösung von Methylcellulose (mittlerer Polymerisationsgrad 200 bis 600,

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Durchschnittssubstitutionsgrad 1,5 bis 2) verwendet. Der

Auftrag an Methylcellulose beträgt 4 g/m . Die auf eine Holzspanplatte aufgepreßte Dekorfolie weist ebenfalls eine gleichmäßig glänzende, porenarme Oberfläche auf.

, Beispiel 3

Ein saugfähiges, pigmentiertes, grünes Edelzellstoffpapier mit einem Flächengewicht von 80 g/m wird mit einer handelsüblichen, wäßrigen, 50 gewichtsprozentigen Melaminharzlösung, der 0,4 Gew.-% N-Methyläthanolammoniumacetat als Härter zugesetzt worden ist, vorgetränkt und bei 130⁰C getrocknet, bis die vorgetränkte Papierbahn einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 25 Gew.-% aufweist. Das Flächengewicht

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liegt bei 170 g/m ; das Trockengewicht somit 137 g/m .

Dekorseitig wird auf die vorgetränkte Papierbahn eine 10 gewich tsprozentige Lösung von Cellulosenitrat (Stickstoffgehalt ca. 12 %) in Butylacetat aufgetragen und erneut bei 130 C getrocknet, bis ein Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 20 Gew.-% erreicht ist. Die Menge an aufgetragenem Cellulosenitrat beträgt 5 g/m .

Anschließend wird wiederum dekorseitig auf die vorgetränkte und beschichtete Papierbahn ein handelsüblicher, organische Lösungsmittel enthaltender, ca. 40 gewichtsprozentiger,

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säurehärtender Lack aufgetragen, der ein'kurzöliges Alkydharz und ein butylveräthertes Melaminharz enthält. Man
trocknet und härtet die Folie bei 145°C, bis ein Gehalt an

flüchtigen Bestandteilen von 2 % erreicht ist. Das Endge-

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wicht der Dekorfolie beträgt 165 g/m , der Auftrag an Lack-

harz somit ca. 30 g/m .

Die aufgeleimte Dekorfolie weist im Gegensatz zu einer entsprechenden, ohne Zwischenschicht gefertigten Dekorfolie
eine gleichmäßig glänzende Oberfläche auf.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von für die Oberflächenbeschichtung von Holzwerkstoffen geeigneten, mit 25 bis 100 Gew.-% (bezogen auf Papier) Aminoplastharzen getränkten Trägerbahnen aus Dekorpapieren, welche dekorseitig mit einem Lackharz beschichtet und getrocknet bzw. ausgehärtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mit Aminoplastharz getränkter Trägerbahn und dekorseitig aufgetragenem Lackharz eine Zwischenschicht aus mit beiden Harzen verträglichen makromolekularen Verbindungen in Mengen von

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3 bis 20 g/m , vorzugsweise 3 bis 10 g/m , aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lackharze selbstvernetzende Acrylatharze, gegebenenfalls in Mischung mit Aminoplastharzen, und als makromolekulare Verbindungen für die Zwischenschicht solche mit Hydroxyl- und/oder Aminogruppen verwendet.

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