DE4114518C2

DE4114518C2 - Oberflächenbeschichtungsmaterial und Verfahren zu dessen Auftragung sowie Vorrichtung dafür

Info

Publication number: DE4114518C2
Application number: DE19914114518
Authority: DE
Inventors: Dieter Litzcke; Philipp Kahrmann
Original assignee: LS INDUSTRIELACKE GmbH
Current assignee: LS INDUSTRIELACKE GmbH
Priority date: 1991-05-03
Filing date: 1991-05-03
Publication date: 1995-09-14
Anticipated expiration: 2011-05-04
Also published as: DE4114518A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Oberflächenbeschichtungsmaterial zur Erzeugung von harten, widerstandskräftigen Oberflächen auf Holz, Holzwerkstoffen und vergleichbaren Materialien für Grundier- und/oder Deckaufträge unter Verwendung von wasserverdünnbaren, formaldehydarmen Melamin-Formaldehyd- bzw. Melamin-Harnstoff-Formaldehyd- Kondensationsprodukten (Aminoplastharzen). Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Auftragen dieses Beschichtungsmaterials und auf eine Vorrichtung zur Auftragung derselben.

Zur Erzeugung von harten, abriebbeständigen Oberflächen wurden bisher UV-härtende bzw. lösungsmittelhaltige Ausgangsmaterialien verwendet. Diese Oberflächenlackierungs- und Beschichtungsmaterialien haben aber den Nachteil, daß beispielsweise hautreizende monomere Lösungsmittel freigesetzt werden oder große Mengen organischer Lösungsmittel als Abfallprodukte anfallen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, unter Behebung der Nachteile des Standes der Technik ein Oberflächenbeschichtungsmaterial als Grundier- und/oder Deckauftrag auf Holz, Holzwerkstoffen und vergleichbaren Materialien bereitzustellen, das sowohl ökonomisch als auch umweltfreundlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bis 9 gelöst. In den Ansprüchen 10 bis 14 und 15 werden ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Auftragen des erfindungsgemäßen Oberflächen beschichtungsmaterials gekennzeichnet.

Wasserverdünnbare Aminoplastharze wurden bisher nicht als Oberflächen beschichtungsmaterialien aufgrund ihrer spröden Beschaffenheit und langen Trockenzeiten eingesetzt.

Die mit dem erfindungsgemäßen Oberflächenbeschichtungsmaterial erzielten Vorteile beruhen darauf, daß Oberflächenqualitäten erzielt werden, die bisher nur Acryl- und Polyurethanprodukten vorbehalten waren.

Erfindungsgemäß setzt sich das Beschichtungsmaterial aus einem wasserverdünnbaren, formaldehydarmen Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukt, einem Bindemittel, einer Verlaufslösung, einem Antiabsetzmittel und gegebenenfalls einem Farbstoff sowie einem Weichmacher, als Basisbestandteil und einem Katalysatoraddukt zusammen. Das Katalysatoraddukt enthält Monobutylphosphorsäure, Maleinsäure oder Paratoluolsolfonsäure als organische Säure und ein Melaminharz. Das erfindungsgemäße Katalysatoraddukt hat den Vorteil, daß durch die Zugabe des Melaminharzes die organische Säure erst nach dem Auftragen auf das Trägermaterial die katalytische Polymerisationsreaktion bewirkt.

Erfindungsgemäß wird sowohl das Basismaterial als auch das Katalysatoraddukt in flüssiger Form direkt auf das zu beschichtende Material aufgetragen und nach einer Kurzzeittrocknung wird eine harte und widerstandsfeste Oberfläche erhalten.

Das Basismaterial und das Verfahren zum Auftragen werden im folgenden anhand der Beispiele in Verbindung mit den beiliegenden Abbildungen, die die Vorrichtung darstellen, näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Beschichtungsvorrichtung für das Auftragen des Basismaterials und des Katalysatoraddukts mittels eines Walzverfahrens.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Beschichtungsvorrichtung für das Auftragen des Basismaterials und des Katalysators in einem kombinierten Walz- und Gießverfahren.

Der Basisbestandteil für ein Beschichtungsmaterial, das beispielsweise als farbloser Grundierauftrag verwendet werden kann, setzt sich wie folgt zusammen:
70 Gew.-% flüssiges Formaldehydharz,
15 Gew.-% flüssiges Melaminharz,
10 Gew.-% Kaolin als Bindemittel,
1 Gew.-% Antiabsetzmittel, z. B. Kieselsäureprodukte,
0,2 Gew.-% Verlaufslösung, z. B. Fettalkolholsulfonat und
3,8 Gew.-% Wasser zur Viskositätseinstellung.

Ein weißpigmentierter Basisbestandteil, der als Grundierauftrag verwendet werden kann, hat folgende Zusammensetzung:
50 Gew.-% flüssiges Harnstofformaldehydharz,
15 Gew.-% flüssiges Melaminharz,
18 Gew.-% Kaolin,
15 Gew.-% Titandioxyd,
0,2 Gew.-% Verlaufslösung, z. B. Fettalkoholsulfonat und
1,8 Gew.-% Wasser zur Viskositätseinstellung.

Die Beschichtung des Trägermaterials wird mittels der in Fig. 1 dargestellten Walzvorrichtung wie folgt vorgenommen. An einer kontinuierlichen Transporteinheit (2) wird das zu beschichtende Material einer Reversdoppelwalze (3) zugeführt, an der das Basismaterial aufgetragen und auf das Ausgangsmaterial aufgewalzt wird. Das so beschichtete Material wird mit der kontinuierlichen Transporteinheit einer Trockeneinheit (4), die mit z. B. Infrarotstrahlern ausgestattet ist, zugeführt. Daran schließt sich eine weitere Walzeinheit (5) an, mit der das Katalysatoraddukt aufgewalzt wird. Das Katalysatoraddukt setzt sich zusammen aus:

60 Gew.-% als Monobutylphosphorsäure, Maleinsäure oder Paratoluolsulfonsäure, organische Säure, 10 Gew.- % flüssiges Melaminharz und 30 Gew.-% Wasser.

Mit diesem Katalysatoraddukt können nach Auftrag eines weiteren Basisbestandteils strukturierte Oberflächen auf dem Trägermaterial erzeugt werden. Zur Erzeugung glatter Oberflächen auf dem Trägermaterial werden der organischen Säure und dem Melaminharz 4 Gew.-% Kieselsäure zugesetzt und der Wasseranteil entsprechend reduziert. Nachdem das Katalysatoraddukt aufgewalzt wurde, wird das Trägermaterial auf der Transportvorrichtung einer weiteren Trockeneinheit (6) zugeführt. Daran schließt sich eine weitere Walzeinheit (7, 8), mit der bei Bedarf der Basisbestandteil als Deckschicht aufgewalzt wird. Eine weißpigmentierte Deckschicht als Basisbestandteil enthält:
60 Gew.-% flüssiges Harnstofformaldehydharz,
15 Gew.-% flüssiges Melaminharz,
5 Gew.-% Weichmacher, z. B. Phthalsäureester,
3 Gew.-% Wachsdispersion,
15 Gew.-% Titandioxyd,
0,2 Gew.-% Verlaufslösung, z. B. Fettalkoholsulfonat und
1,8 Gew.-% Wasser.

Diese Deckschicht kann auch als farbloser Basisbestandteil aufgetragen werden und enthält dann:
75 Gew.-% flüssiges Harnstofformaldehydharz,
15 Gew.-% flüssiges Melaminharz,
3 Gew.-% Weichmacher, z. B. Phthalsäureester,
5 Gew.-% Wachsdispersion, z. B. gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Paraffin,
0,2 Gew.-% Verlaufslösung,
1,8 Gew.-% Wasser.

Über die Transporteinheit wird das so beschichtete Trägermaterial einer weiteren Trockeneinheit (9) zugeführt, wo das beschichtete Trägermaterial endgültig ausgehärtet wird.

Das so beschichtete Trägermaterial muß nicht mehr rückgekühlt werden, d. h. es ist sofort einsatzbereit und lagerbar. Diese vorteilhafte Ausgestaltung war mit den bisher üblichen beschichteten, lösungsmittelhaltigen Produkten nicht möglich.

Der Basisbestandteil als Deckschicht kann auch mittels einer Kombination von Walz- und Gießvorrichtung auf das Trägermaterial aufgetragen werden. Diese Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt. Nachdem das Katalysatoraddukt mittels der Reversdoppelwalzeinheit (5) auf das Trägermaterial aufgetragen wurde und in einer Trockeneinheit (6) für 10 Sekunden mit Infrarotstrahlen getrocknet wurde, führt dann die Transportvorrichtung zu einer Gießvorrichtungseinheit (10), hier wird das Basismaterial als Deckschicht aufgetragen. In einer sich anschließenden beheizbaren Umluftkanalvorrichtung (12) wird das beschichtete Material vorgetrocknet und dann mit der Transportvorrichtung einer weiteren Trockeneinheit (14) zugeführt. Die Beschichtungen werden durch z. B. Infrarotstrahlen in dieser Trockeneinheit endgültig ausgehärtet. Die Tockenzeiten liegen bei Verwendung von Infrarotstrahlen zwischen 10 und 30 Sekunden.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren besteht darin, daß der Basisbestandteil mit dem Katalysatoraddukt gemischt wird, auf das Trägermaterial aufgetragen wird und anschließend getrocknet wird. Auf dieses so beschichtete Trägermaterial kann nun eine beliebige Deckschicht aufgetragen werden. Diese Deckschicht kann beispielsweise eine der oben genannten Basisbestandteile sein.

Claims

1. Oberflächenbeschichtungsmaterial zur Erzeugung von harten, widerstandskräftigen Oberflächen auf Holz, Holzwerkstoffen und vergleichbaren Trägermaterialien für Grundier- und/oder Deckaufträge enthaltend 50-75 Gew.-% eines Formaldehydharzes und 15 Gew.-% Melaminharz zur Bildung eines wasserverdünnbaren, formaldehydarmen Melamin-Formaldehyd-Kondensationsprodukts, ein Bindemittel, eine Verlaufslösung, ein Antiabsetzmittel, gegebenenfalls einen Farbstoff und gegebenenfalls einen Weichmacher als Basisbestandteil und ein Katalysatoraddukt, das aus einer der organischen Säuren Monobutylphosphorsäure, Maleinsäure oder Paratoluolsulfonsäure und einem Melaminharz besteht.

2. Oberflächenbeschichtungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formaldehydharz ein Harnstofformaldehydharz ist.

3. Oberflächenbeschichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Melaminharz des Katalysatoradduktes bis zu 80 Gew.-% Feststoffe enthält.

4. Oberflächenbeschichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysatoraddukt zur Erzeugung strukturierter Oberflächen 60 Gew.-% organische Säure, 10 Gew.-% Melaminharz und 30 Gew.-% Wasser enthält.

5. Oberflächenbeschichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysatoraddukt zur Erzeugung glatter Oberflächen 60 Gew.-% organische Säure, 10 Gew.-% Melaminharz, 4 Gew.-% Kieselsäure und 26 Gew.-% Wasser enthält.

6. Oberflächenbeschichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisbestandteil als ein Grundierauftrag 70 Gew.-% flüssiges Formaldehydharz, 15 Gew.-% flüssiges Melaminharz, 10 Gew.-% Kaolin, 1 Gew.-% Antiabsetzmittel, 0,2 Gew.-% Verlaufslösung und 3,8 Gew.-% Wasser enthält.

7. Oberflächenbeschichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisbestandteil als ein Grundierauftrag 50 Gew.-% Harnstofformaldehydharz, 15 Gew.-% Melaminharz, 18 Gew.-% Kaolin, 15 Gew.-% Titandioxid, 0,2 Gew.-% Verlaufslösung und 1,8 Gew.-% Wasser enthält.

8. Oberflächenbeschichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisbestandteil als ein Deckauftrag 75 Gew.-% Harnstofformaldehydharz, 15 Gew.-% Melaminharz, 3 Gew.-% Weichmacher, 5 Gew.-% Wachsdispersion, 0,2 Gew.-% Verlaufslösung und 1,8 Gew.-% Wasser enthält.

9. Oberflächenbeschichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisbestandteil als ein Deckauftrag 60 Gew.-% Harnstofformaldehydharz, 15 Gew.-% Melaminharz, 3 Gew.-% Weichmacher, 5 Gew.-% Wachsdispersion, 15 Gew.-% Titandioxid, 0,2 Gew.-% Verlaufslösung und 1,8 Gew.-% Wasser enthält.

10. Verfahren zum Auftragen des Oberflächenbeschichtungsmaterials zur Grundierung des Trägermaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysatoraddukt auf das Trägermaterial aufgetragen wird, mittels Wärmebehandlung getrocknet wird und anschließend der Basisbestandteil aufgetragen und ebenfalls mittels Wärmebehandlung getrocknet wird.

11. Verfahren zum Auftragen des Oberflächenbeschichtungsmaterials als Grundier- und Deckschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst der Basisbestandteil als Grundierschicht aufgetragen und mittels Wärmebehandlung getrocknet, anschließend das Katalysatoraddukt aufgetragen und ebenfalls mittels Wärmebehandlung getrocknet und schließlich der Basisbestandteil als Deckschicht aufgetragen und durch Wärmebehandlung getrocknet wird.

12. Verfahren zum Auftragen des Oberflächenbeschichtungsmaterials als Grundier- und Deckschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundiermaterial mit dem Katalysatoraddukt gemischt, aufgetragen und mittels Wärmebehandlung getrocknet wird und anschließend eine Deckschicht aufgetragen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als letztgenannte Deckschicht eine Schicht aus Basisbestandteil verwendet wird.

14. Verfahren zum Auftragen des Oberflächenbeschichtungsmaterials nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung mit Infrarotstrahlen, Mikrowellen, Heißluftöfen, Heißkalandern oder beheizten Pressen durchgeführt wird.

15. Vorrichtung zum Aufbringen des Oberflächenbeschichtungsmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an einer kontinuierlichen Transporteinheit eine Reversdoppelwalzeinheit (3), mit der das Basismaterial auf das Trägermaterial als Grundierschicht aufgewalzt wird, dann eine Trockeneinheit (4) und anschließend eine weitere Walzeinheit (5), mit der das Katalysatoraddukt aufgewalzt wird, angebracht ist, und sich daran eine weitere Trockeneinheit (6) und entweder

a) eine Reversdoppelwalzeinheit (7, 8) oder
b) eine Gießvorrichtungseinheit (10) mit an schließender beheizbarer Umluftkanalvorrichtung (12)

anschließt, wo das Basismaterial als Deckauftrag aufgebracht wird, daß das nach a) oder b) beschichtete Material dann zu einer weiteren Trockeneinheit (9, 14) transportiert wird, in der die Beschichtungen endgültig ausgehärtet werden.