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lur Herstellung einer Matrize geeignete
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Trägerbahn
Die Erfindung betrifft eine zur Herstellung
einer-Matrize geeignete, mit härtbarem Kunstharz beschichtete Trägerbahn.
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Es ist bekannt, die Oberflächen von Holzwerkstoffplatten mit härtbarem
Kunstharz zu vergüten. Man verwendet hierfür meistens mit härtbarem Kunstharz getränkte
und beschichtete Trägerbahnen, wobei die Kunstharze beim Aufpressen unter Erhärtungsbedingungen
den Verbund der Trägerbahn mit der zu vergütenden Holzwerkstoffplatte bewerkstelligen
und auf der Oberseite der Trägerbahn einen geschlossenen Film bilden, dessen Oberfläche
der Oberfläche des Preßwerkzeuges entspricht.
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us ist auch möglich, das Kunstharz der harzenthaltenden Trägerbahn
bereits vor der Verpressung auszuhärten. Ein solches Produkt kann dann unter Anwendung
geringeren Druckes auf eine Holzwerkstoffplatte aufgeleimt werden.
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Häufig stellt sich die Aufgabe, die Kunstharzoberfläche einer derartig
vergüteten Holzwerkstoffplatte mit einer Struktur zu versehen. Verwendet man beispielsweise
als Trägerbahn eine Papierbahn, welche mit einem Holzdekor bedruckt ist, soll durch
eine zusätzliche Strukturgebung die Struktur der Oberfläche von Holz nachgebildet
werden.
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Eine Strukturgebung kann aber auch erwünscht sein, um insbesondere
bei Verwendung dünner Trägerbahnen mit geringem
Beharzungsgrad die
Oberflächenunruhe zu überdecken.
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Zur Erzielung einer Oberflächenstruktur bedient man sich einer Matrize,
welche die gewünschte Oberflächenstruktur in Negativform aufweist. Diese Matrize
wird auf die kunstharz enthaltende Papierbahn bei der Oberflächenvergütung des Holzwerkstoffes
gelegt. Ist das Harz der oberflächenvergütenden Bahn noch nicht ausgehärtet, teilt
sich die strukturierte Oberfläche dem Kunstharz bei der Verpressung und der Aushärtung
mit. Hierbei wird im allgemeinen ein Druck von 15 bis 20 kg/cm2 angewendet. Die
ilärtungstemperatur beträgt 120 bis 160°c. Als strukturgebendes Element werden meist
verchromte Bleche verwendet, denen die gewünschte Struktur durch Ätzen vermittelt
wurde. Man hat auch bereits geprägt, gegebenenfalls hinterfüllte Trennpapiere verwendet.
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Ist das Harz der Papierbahn bereits weitgehend ausgehärtet, wird diese
auf die Ilolzwerkstoffplatte aufgeleimt. Die Oberflächenstrukturierung wird gleichzeitig
mit der Auf leimung vorgenormnen. Der hierbei angewendete Druck beträgt 5 bis 20
kg/cm2, die Heiztemperatur liegt bei 100 bis 2000C.
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Eine hierfür geeignete Matrize kann beispielsweise dadurch erhalten
werden, daß man eine oder mehrere mit härtbarem ilarz getränkte Trägerbahn(en) nach
Zwischenlegen eines Trennfilmes gegen ein echtes Holzfurnier als Strukturgeber verreißt.
Durch entsprechende Behandlung des strukturgebenden
Furniers, z.B.
durch Bürsten, Sandstrahlen oder Schleifen, kann die Struktur des Furniers je nach
Wunsch herausgearbeitet und verstärkt werden.
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Nach dem Verpressen unter Aushärtungsbedingungen wird die mit härtbarem
Harz getränkte Trägerbahn von dem strukturgebenden Furnier abgehoben und der Trennfilm
entfernt. Um die Matrize handhabbar zu machen, ist es zweckmäßig, nicht nur eine
Lage der beharzten Trägerbahn gegen das strukturgebende Furnier zu verpressen, sondern
eine Mehrzahl von Lagen zu verwenden, die nach dem Verpressungsvorgang ein Laminat
bilden. Als härtbare Harze werden üblicherweise Phenoplaste oder Aminoplaste verwendet.
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Eine derartig hergestellte Matrize hat zwar eine ausgezeichnete Ilärte
und Standfestigkeit, hat jedoch den Nachteil, daß sie verhältnismäßig spröde, riß-
und bruchanfällig ist. Die Versprödung wird durch den Einfluß der Betriebstemperaturen
noch erhöht.
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Aus der DT-OS 25 52 547 ist eine in eine Presse einzusetzende Matrize
zur Bildung von Tiefenstrukturen in der Oberflächenschicht von Körpern, insbesondere
von Platten bekannt, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Matrize einen Metallkörper
aufweist, der mit einer profilierten Kunstharzschicht versehen ist. Der Metallkörper
ist dabei vorzugsweise Bestanzteil eines Förderbandes, welches als umlaufendes Transportband
einer
Presse verwendet werden kann. Man hat auch bereits versucht, Gewebebahnen mit einem
flüssigen, härtbaren Kunstharz zu beschichten und das Kunstharz mit einer Struktur
zu versehen. Ein Nachteil bei der Herstellung eines solchen strukturierten Bandes
besteht jedoch darin, daß das Aufbringen des flüssigen Harzes handwerklich vorgenommen
werden muß und schwierig und umständlich ist. Außerdem zeichnet sich nach einiger
Zeit das Gewebe des Bandes durch und überlagert sich der Oberfldchenstruktur.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit härtbarem
Kunstharz beschichtete Trägerbahn zu schaffen, welche zur Herstellung einer Matrize
besonders geeignet ist.
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Das Kunstharz darf dabei im ausgehärteten Zustand nicht verspröden,
sondern soll elastisch sein, damit es gegebenenfalls auch verwendet werden kann,
wenn man als Trägerbahn ein Band, z.B. ein Transportband, verwendet oder die kunststoffhaltige
Trägerbahn unter Strukturgebung auf ein Transportband aufpreßt. Gleichzeitig soll
aber die Oberflächenstruktur, die dem ausgehärteten Kunstharz aufgeprägt ist, unter
Verpressungsbedingungen bei der Oberflächenveredlung erhalten bleiben, d.h.
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eine hoh Standfestigkeit aufweisen. Man muß mit der gleichen Matrize
eine große Anzahl von Verpressungen durchführen können, ohne da dt# ttuktuttief-
der Matrize abnimmt. Diese Si#enuohaftan müssen auch bei 13etriebsten#eraturen von
100 bts 100°C erhalten bleiben.
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Uberraschenderweise wurde nun gefunden, daß diese vielseitigen Aufgaben
und einander scheinbar widersprechenden Anforderungen erfindungsgemäß bei einer
mit härtbarem Kunstharz beschichteten Trägerbahn zu finden sind, wenn die Trägerbahn
erfindungsgemäß mit einem wärmehärtbaren Silikonharz beschichtet ist. Das Gewichtsverhältnis
von unbeschichteter Trägerbahn zu Harzbeschichtung beträgt vorzugsweise 1 : 5 bis
1 : 8, insbesondere 1 : 4 bis 1 : 6.
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Unter einem wärmehärtbaren Silikonharz ist dabei ein härtbares Harz
zu verstehen, das unter Ausbildung einer dreidimensionalen Struktur durch Knüpfen
von Si-O-Si-Bindungen aushärtet. Die Valenzen des Siliciums, welche nicht mit Sauerstoffatomen
gebunden sind, sind mit Alkyl- und/oder Arylgruppen abgesättigt. Als Alkylgruppe
kommt insbesondere die Methylgruppe in Frage. Das Verhältnis von Si-gebundenen Methylresten
zu Si-Atomen soll vorzugsweise 0,9 - 1,2 betragen. Die Methylgruppen können teilweise
auch durch höhere Alkylgruppen, z.B. Äthyl-, Propyl-, Butyl-, Octyl- oder Dodecylgruppen
ersetzt sein. Hierdurch ist es möglich, die elastischen Eigenschaften des ausgehärteten
Silikonharzes ebenso wie seine Härte zu beeinflussen. Wird ein Teil der Alkylgruppen
durch Arylgruppen, besonders Phenylgruppen, ersetzt, wird insbesondere die Therrnoelastizität
der ueher toten Silikonharze verbessert.
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Vorzugsweise verwendet man deshalb eine Trägerbahn, die mit einem
Methylphenyisilikonharz beschichtet ist, wobei mindestens
25 Mol-%
der an Si gebundenen Kohlenwasserstoffreste Phenylreste, die übrigen Reste Methylreste
sind.
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Weiter geeignet sind xombinationsharze aus Silikonharzen, welche mit
organischen Harzen, insbesondere Polyesterharzen oder Epoxidharzen modifiziert sind.
Mit Polyesterharzen modifizierte Polysiloxanharze sind z.B. in der DT-AS 22 32 419
beschrieben.
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Als Trägerbahn kann man eine Papierbahn, ein Glasfaservlies oder ein
Faservlies aus Kunststoffasern, z.B. Polyesterfasern, verwenden. Soll die Matrize
gleichzeitig die Funktion eines Transportbandes haben, wird man im allgemeinen eine
Trägerbahn mit höheren mechanischen Festigkeitswerten verwenden als bei einer Matrize,
welche lediglich der Strukturgebung dient und keine tragende und/oder transportierende
Funktion hat.
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Die Aushärtung des Silikonharzes bei gleichzeitiger Verpressung gegen
einen Strukturgeber, z.B. ein Furnier, erfolgt bei 150 bis 2000C während einer Zeitdauer
von 15 Minuten bis mehreren Stunden, wobei die Härtungsdauer wesentlich von dem
Gehalt an Härter abhängt. Als !härter verwendet man die zur ilärtung von Silikonharzen
an sich bekannten Verbindungen, insbesondere Ester der Titansäure. Besonders bevorzugt
ist dabei Butyltitanat, welches üblicherweise in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-%,
bezogen auf Harz, eingesetzt wird.
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Das Harz wird auf die Trägerbahn aufgestrichen oder aufgegossen. Zur
Einstellung der gewünschten Viskosität ist es zweckmäßig, das Harz mit einem Füllstoff
zu versehen. Als Füllstoff können Bariumsulfat, Kaolin, Titandioxid, Quarzmehl,
Bentone oder andere mineralische Stoffe verwendet werden. Der Gehalt an Füllstoff
beeinflußt ebenfalls das elastische Verhalten des ausgehärteten Silikonharzes und
dessen Härte. Im allgemeinen setzt man dem Harz 0,5 bis 3 Gewichtsteile Füllstoff,
bezogen auf 1 Gewichtsteil Harz, zu.
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Als Trägerbahn verwendet man mit Vorteil ein Vlies, z.B. aus Glas-
oder Kunststoffasern, oder Zellulose, z.B. Papier.
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Man kann jedoch auch Trägerbahnen aus gewebten oder gewirkten Materialien
verwenden sowie Folien, wie Polyglykolterephthalatfolie. Es ist auch möglich, ein
Transportband der Vergütungspresse, das aus einer Folie, textilem Material oder
aus Metall bestehen kann,direkt mit dem härtbaren Silikonharz zu beschichten.
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Die durch Aushärtung des härtbaren Silikonharzes erhaltene Matrize
weist alle geforderten Eigenschaften auf. Sie ist elastisch und flexibel und kann
um kleine Biegeradien gebogen werden. Dabei ist von besonderem Vorteil, daß diese
Elastizität bei den Betriebstemperaturen erhalten bleibt und nicht durch plastische
Verformungen verloren geht. Dagege#rd die Stehfähigkeit der Harzschicht nicht reduziert,
so claz die Prägefähigkeit und Standfestigkeit der Matrize sehr hoch ist.
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In den folgenden Beispielen wird die Herstellung der mit wärmehärtbarem
Silikonharz beschichteten Trägerbahnen sowie deren Verwendung als strukturgebendes
Element nach der Aushärtung beschrieben.
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Beispiel 1 100 g einer 50 zeigen Silikonharzlösung in Xylol werden
mit 0,5 g Butyltitanat und 100 g Titandioxid vermischt. 28 Mol-% der an Siliciumatome
gebundenen Kohlenwasserstoffreste sind Phenyl-, 72 Mol-% Methylreste.
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Auf ein Glasfaservlies mit einem Flächengewicht von 60 g/m2 wird die
Harzlösung aufgegossen und das Lösungsmittel in eine Umlufttrockner bei einer Lufttemperatur
von 80 bis 1200C abgedunstet. Das Endgewicht der beharzten Trägerbahn betrigt 420
gJm2.
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Beispiel 2 10. q einer SO %igen Silikonharzlösung werden mit 1 g
Butyltitanat und 50 g Kaolin vermischt. 50 Mol.-% der an Siliciumatome gebundenen
Kohlenwasserstoffreste sind Phenyl-, 50 Mol-% sothylreste.
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Auf ein Polyesterfaservlies mit einem Flächengewicht von 60 g/m2 wird
die Harzlösung aufgegossen und das Lösungsmittel in einem Umlufttrockner bei einer
Lufttemperatur von 80 bis 1200C abgedunstet. Das Endgewicht beträgt 300 g/m2.
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Aushärtung der nach Beispiel 1 und 2 hergestellten, mit härtbarem
Silikonharz beschichteten Trägerbahnen unter Formgebung Ein Teakfurnier wird auf
eine 16 mm starke Spanplatte aufgeleimt. Durch Bürsten und Schleifen wird die Porenstruktur
des Furniers deutlicher herausgearbeitet. Die nach Beispiel 1 und 2 hergestellten,
mit härtbarem Silikonharz beschichteten Trägerbahnen werden nach Zwischenlegen einer
Polyvinylfluoridfolie von 25 pm Stärke gegen das Teakfurnier als Strukturgeber verpreßt.
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Preßbedingungen für die Trägerbahn nach Beispiel 1: 90 Min. 1800c
20 kp/cm2 Preßbedingungen für die Trägerbahn nach Beispiel 2: 20 Min. 1700C 15 kp/cm2
Beim Verpressen füllt das Silikonharz die strukturgemäßen Unebenheiten des Furniers
aus und erhärtet. Die so erhaltene Matrize wird von dem strukturgebenden Furnier
abgehoben und der Trennfilm entfernt. Aus der Trägerbahn nach Beispiel 1 wird eine
Porenmatrize mit hoher Härte und ausreichender
Flexibilität erhalten.
Aus der Trägerbahn nach Beispiel 2 wird eine Porenmatrize mit hoher Flexibilität
und guter Porenstandfestigkeit erhalten. Sie kann beispielsweise gleichzeitig als
umlaufendes Transportband zur Beschickung und Entleerung der Presse verwendet werden.
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Verwendung der Matrize als strukturgebendes Mittel Eine 16 mm starke
Spanplatte wird zunächst durch Bürsten gereinigt und dann mit einem Harnstoffharz
beleimt. Eine mit weitgehend ausgehärtetem Kunstharz versehene, mit einer Holzreproduktion
bedruckte Papierbahn (40 g/m2) wird durch Abrollen und Aufwalzen auf die beleimte
Spanplatte aufgebracht.
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Die so vorbereitete Spanplatte wird dann mittels einer Transporteinrichtung
in eine heizbare hydraulische Flächenpresse befördert. In dieser Presse sind die
beschriebenen Matrizen an den Heizplatten befestigt.
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Bei einer iieizplattentemperatur von 1800C und einem Preßdruck von
20 kp/cm² wird die Verleimung und gleichzeitige Prägung in 8 sec durchgeführt.
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Die der Presse entnommene oberflächenvergütete Spanplatte weist eine
Oberflächenstruktur auf, welche der Matrize ent-;spricht. Die llolzporenstruktur
hat sich gut abgebildet. Unruhen
der Spanplattendeckschicht, wie
sie durch grobe Späne oder Schleifspuren hervorgerufen werden, sind nicht mehr erkennbar.
Die dekorativ beschichtete Spanplatte hat ein Aussehen, das dem einer mit einem
echten Furnier beplankten Spanplatte entspricht.