DE2604120A1

DE2604120A1 - Verfahren zur herstellung von zur oberflaechenveredlung geeigneten flaechigen werkstoffen

Info

Publication number: DE2604120A1
Application number: DE2604120A
Authority: DE
Inventors: Othmar Von Dipl Ettingshausen; Kurt Ing Grad Rehnelt
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1976-02-04
Filing date: 1976-02-04
Publication date: 1977-08-11

Description

Düsseldorf, den 30, Januar 191& Henkel&CieGmbH

Henkelstraße 6f Patentabteilung

Dr.SchOe/Bk

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Patentanmeldung D 5308

Verfahren zur Herstellung von zur Oberflächenveredlung geeigneten flächigen Werkstoffen

Um Oberflächen von Sperrholz- und anderen Trägerplatten aus Holzwerkstoffen lackieren zu können, müssen diese Platten zunächst mit einer Grundierung versehen werden. Dazu kann man die Oberfläche nach dem Einlassen mit Firnis ein- oder mehrmals spachteln und mit Grundfarben überziehen, wobei zwischen den einzelnen Arbeitsgängen meist noch geschliffen werden muß. Zur Verbesserung dieses umständlichen Verfahrens ist es bekannt, z.B. mit härtbaren Harzen getränkte Papiere heiß auf die Trägerplatte aufzupressen und dadurch einen glatten Untergrund zu schaffen. So ist ein Verfahren zur Herstellung von zur Oberflächenveredlung von flächigen Werkstoffen und getränkten Papieren bekannt, bei dem man Papiere mit einer wäßrigen Lösung von freiem Melamin und solcher Methylolmelamine, die keine papierchromatografisch nachweisbaren Oligomeren enthalten so tränkt, daß die Auftragsmenge 30 bis 60 %, bezogen auf das trockene Rohpapier, beträgt. Bei den in Variationen bekannten Verfahren wird aber stets von trocknen Papieren ausgegangen, die besonders gut saugfähig sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung von zur Oberflächenveredlung von

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j Henkel &Qe GmbH

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flächigen Werkstücken geeigneten Materialien zu finden, die besonders rationell herstellbar sind.

Das neue erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man aus Cellulosefasern bestehende Vliesbahnen zunächst in an sich bekannter Weise einer Alkalibehandlung mit anschließender Neutralisation unterzieht und das noch feuchte Vlies ohne Zwischentrocknung in einem der Neutralisation unmittelbar nachgeschalteten Tränkvorgang mit einem Harnstoff-Formaldehyd- und/oder MeIamin-Pormaldehyd-Vorkondensat in der Weise so imprägniert, daß nach dem Trocknen etwa 25 bis 100 Gewichtsprozent, bezogen auf das Vliesgewicht, vorhanden sind.

Vorteilhafterweise hat die Vorkondensatflotte einen Feststoffgehalt zwischen etwa 10 und 50 Gewichtsprozent. Die Vliese sollen ein Gewicht zwischen etwa 50 und 200 g, insbesondere 60 und 150 g pro Quadratmeter aufweisen. Bevorzugt wird als Faser eine Regeneratcellulose aus Viskose sowie Baumwolle verwendet. In untergeordneten Mengen können auch Kammabfälle von Spinnereien mitverarbeitet werden. Demnach ist es nicht mehr wie bisher erforderlich, die zu tränkende Bahn einer Zwischentrocknung zu unterziehen. Es kann also in einem Arbeitsgang die bei Cellulosevliesen zwecks Verfestigung übliche Alkalibehandlung und die Tränkung mit einem Harzvorkondensat durchgeführt werden. Bei dieser Bindung der Cellulosefasern eines Vlieses aneinander wird ein vorzugsweise vorwiegend aus regenerierter Cellulosefaser bestehendes Krempelvlies oder eine Aufschäumung von Cellulosefasern mit verdünnter Alkalilauge, z.B. 7 bis 12#iger Natronlauge bei Temperaturen zwischen etwa 10 und 20° C, während einiger Minuten behandelt und zweckmäßig nach dem Entfernen der überschüssigen Lauge mit verdünnter Säure neutralisiert. Bei dieser Neutralisation bzw. dem sogn. Absäuern, die meist mit verdünnter etwa 1 bis 3#iger Schwefelsäure vorgenommen wird, erfolgt dann die Verfilzung des Vlieses. Selbstverständlich kann man zwecks Einsparung

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Henkel &Cie GmbH

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von Säure auch zwischen Alkali- und Säurebad eine Wasserwanne Zwischenschalten. Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform wird das zu behandelnde Vlies zwischen feinmaschigen Netzen geführt, die insbesondere gegen Ende der Behandlung einen leichten Druck auf das Vlies ausüben.

Nach dem Absäuern bzw. der Neutralwäsche wird das noch nasse Vlies unmittelbar in die Tränklösung geführt. Die Tränkflotte enthält ein relativ wenig kondensiertes Harzvorprodukt, so daß sich bei 20° C eine Viskosität von etwa 5 bis 50 cP einstellt. In der Praxis benutzt man zur Bestimmung der Viskosität zweckmäßig den Fordbecher. Günstig sind bei Düse 2 hier Durchlaufzeiten zwischen 30 und lOOsec. Vorkondensate sollen bei' Verwendung von Harnstoff auf ein Mol Harnstoff etwa 1,5 bis 2,5 Mol Formaldehyd enthalten. Anstelle von Harnstoff allein kann auch ein Gemisch aus Harnstoff mit Melamin zur Vorkondensatbildung eingesetzt werden. In diesem Fall soll auf 1 Mol Melamin etwa 1,5 bis 3 Mol Formaldehyd eingesetzt werden. In allen Fällen soll die Kondensation während kurzer Zeit (etwa 20 bis 40 Minuten) bei einem pH-Wert zwischen 7 und 9,5 durchgeführt werden. Selbstverständlich ist es möglich, neben den beiden genannten wesentlichen Harze bildenden Aminoverbindungen zum Modifizieren auch Thioharnstoff und Guanidin mitzuverwenden. Außerdem können in üblicher Weise auch weitere bekannte Zusätze in die Vorkondensate eingearbeitet werden, wie z.B. Alkohole (Äthanol, Methanol, fithylenglykol) oder auch Mono- oder Diamine, insbesondere aliphatische niedere Amine (Äthylendiamin, Butylamin, Äthanolamin, Triäthanolamin etc.).

Für die Vorkondensate dient Wasser als Lösungsmittel. Diesem können in manchen Fällen mit Vorteil latente Härter, wie z.B. Ammoniumsalze organischer Säuren, zugesetzt werden. Beispielsweise kann man die Ammoniumsalze von Bernsteinsäure, Weinsäure, Fumarsäure, Adipinsäure, Zitronensäure u.a. mehr verwenden. Bevorzugt wird das Ammoniumsalz der Maleinsäure oder auch Monoehloressigsäure.

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zur Patentanmeldung D 5 3 C' 8 Patentabteilung

Die Vliese werden durch ein Tränkbad gezogen, wobei Badlänge und Durchzugsgeschwindigkeit so aufeinander abzustimmen sind, daß die Verweilzeit zwischen 1 bis 12, insbesondere 1 bis 6 Sekunden liegt.

Nach dem Tränken kann das Vlies in üblicher Weise durch Abquetschwalzen von der überschüssigen Tränklösung befreit werden. Die getränkten Papierbahnen werden bei einer Temperatur von 50 bis 150° C, insbesondere 90 bis 130° C, getrocknet und können dann aufgewickelt werden. Der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen soll etwa 12 % nicht übersteigen. Auf der anderen Seite darf die Trocknung wegen der damit verbundenen Kondensation nicht zu weit getrieben werden. Günstig ist ein Anteil an flüchtigen, d. h. bei l60° C während 7 Minuten entwichenen Inhaltsstoffen, zwischen 6 und 10 %.

Die erhältlichen Vliesbahnen können auf die verschiedensten flächigen Werkstoffe, insbesondere auf Spanplatten, Sperrholzplatten oder auf Schichtstoffplatten aufgebracht werden, indem man sie heiß aufpreßt. Man kann aber auch insbesondere bei geringerem Vorkondensatgehalt einen Leimfilm zwischen Trägerstoff und Vlies einlegen. Ein solcher Leimfilm kann ein selbsttragender Harzfilm sein, beispielsweise aus einem thermoplastischen Vinyl- oder Acrylpolymerisat oder auch aus einem selbsttragenden hochbeharzten (200 bis 300 % Harzauftrag) Papierfilm bestehen, wobei

ρ das Papiergewicht zwischen 12 und 30 g/m liegen kann. Ferner kann man den Trägerstoff mit einem Naßleim vorbehandeln. Geeignet sind für diesen Zweck beispielsweise Klebstoffe auf Basis von Melamin- oder Harnstoffharzen oder Gemischen dieser Harze. Vorteilhaft sind auch Gemische aus den genannten Harzen mit Polyvinylacetat. Man kann gegebenenfalls aber auch Polyvinylacetatdispersionen allein oder mit anderen an sich bekannten thermoplastischen Klebstoffdispersionen verwenden. In diesem Fall wird nach dem Abtrocknen des Klebstoffes das behandelte Vlies auf die

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Blatt ρ zur Patentanmeldung D 53θ8 Patentabteilung

Leimschicht gelegt und bei einer Temperatur von etwa 80 bis 150° C und einem Druck von etwa 2 bis 20 kg/cm verpreßt. Diese Preßbedingungen gelten auch, wenn man ohne Zwischenschichten verpreßt.

Die erfindungsgemäß erhältlichen Vliesstoffe können bei relativ

niedrigem Druck zwischen 10 und 30 kp/cm ohne Rückkühlung verarbeitet werden. Die Temperaturen sollen zwischen etwa 120 und l60° C liegen und die daraus resultierenden Preßzeiten liegen dann etwa zwischen 3 und *i0 Minuten. Bei Härtezusatz zum Tränkharz kann die Preßzeit bei l60° C wesentlich unter 3 Minuten (Kurztakt) gesenkt werden. Rückkühlung ist auch hier nicht erforderlich.

Die erhaltenen Oberflächen zeigen eine hervorragende Affinität gegenüber Farben und Lacken, insbesondere Nitrolacken und Polyurethanlacken. Sie bilden eine Absperrschicht und vermindern so die Menge des ansonsten zum Erhalt einer geschlossenen Lackschicht notwendigen Lackvolumens. Selbstverständlich können sie auch bei anderen Lacksorten, wie beispielsweise auf Basis von Polyestern, Epoxyharzen oder auch Polyvinylchlorid eingesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch offensichtlich besonders technisch fortschrittlich, weil bei der Vliesherstellung bzw. Vliesverfestigung mittels Alkali ohne großen technischen Aufwand, durch Zwischenschaltung einer Harzwanne vor der Trocknung, ein Vlies-Grundierfilm erzeugt werden kann und ferner die übliche und bisher ausschließlich vorgenommene Trennung der Vliesherstellung von der Filmproduktion nunmehr entfällt. Die beharzten Vliese (Grundierfilme) sind elastischer und können deshalb auch zum Unterschied von beharzten Papieren auf starken verformten, nicht planen Oberflächen verpreßt werden.

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Blatt ρ zur Patentanmeldung U 5 3 O 8

Beispiele

Henkel &Cie GmbH

Patentabteilung

Zum Tränken wurde ein wäßriges handelsübliches 50 Gew.^iges Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat (pH-Wert 7-8) verwendet, das im Beispiel 1 auf 25 % Peststoffgehalt und in den Beispielen 2 bis 4 auf 12,5 % Pest st off gehalt mit Wasser verdünnt wurde entsprechend einer Viskosität im Fordbecher Düse von 50 bzw. 45 Sekunden. In allen Fällen wurden die Vliese nach der üblichen Alkalibehandlung (7,5 % NaOH 22° C) und dem Ab säuern (2 3>iger Schwefelsäure) direkt durch eine 10 cm lange Harzwanne geführt bei einer Verweilzeit von 1,56 Sekunden nach Beispiel 1 bis 3 und 3,9 Sekunden nach Beispiel k. Anschließend erfolgt die übliche Trocknung bis zu einem Gehalt an flüssigen Bestandteilen von 6 bis 10 %.

In der nachfolgenden Tabelle ist zunächst die laufende Nummer des Beispiels angegeben, es folgen Gewicht und Zusammensetzung des Vlieses, der erhaltene Harzauftrag und der Anteil an flüchtigen Stoffen.

Tabelle

Bei spiel	Vlies	Gewicht	Harzauftrag	flüchtige Anteile
1	100g Zellwolle	100 g/m²	77,2 %	9,7 %
2	60% Baumwolle h0% Zellwolle	80 g/m²	72,5 %	9,5 %
3	60% Baumwolle k0% Zellwolle	60 g/m²	65,6 %	6,7 %
H	100? Zellwolle	80 g/m²	28,2 %	6,Ü %

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ι, Henkel &Cie GmbH

Blatt V zur Patentanmeldung O 53C¹8 Patentabteilung

Die erfindungsgemäß hergestellten Vliese (Grundierfilme) wurden anschließend auf Spanplatten einer Stärke von 12 mm während IO Minuten bei l4O° C und 20 kp/cm² verpreßt. Bei dem Vlies nach Beispiel 4 wurde ein härtbarer modifizierter Melaminharzfilm (18 g/m Seidenpapier, 250 % Harzauftrag) zwischengelegt.

Die Prüfung der Lackhaftung erfolgte nach DIN 53 151. Die Lackierung wurde mit einer 35#igen Lösung von Nitrocellulose in Estern, Ketonen und aromatischen Kohlenwasserstoffen (handelsüblicher Nitroceiluloselack) vorgenommen sowie mit einem feuchtigkeitshärtenden Polyurethanlack, der aus einer 45£igen handelsüblichen Lösung des Adduktes von Polypropylenglykol (Molgewicht 1700) und Diphenylmethan bestand. Die Schichtdicken betrugen 20 p. beziehungsweise 30 μ.

Nach den Beispielen 1 bis 3 waren die Werte für den Gitterschnitt bei Nitrolack 1 (entsprechend einem Ausriß von 5 %)» und im Beispiel 4 lag der Wert bei 0, entsprechend 0 % Ausriß. Bei dem Polyurethanlack war der Gitterschnitt in allen Beispielen 0, entsprechend keinerlei Ausriß.

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Claims

Henkel &Cie GmbH Blatt 8 zur Patentanmeldung D b 3 O 8 Patentabteilung Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von zur Oberflächenveredlung geeigneten flächigen Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man aus Cellulosefasern bestehende Vliesbahnen zunächst in an sich bekannter Weise einer Alkalibehandlung mit anschließender Neutralisation unterzieht und das noch feuchte Vlies ohne Zwischentrocknung in einem der Neutralisation unmittelbar nachgeschalteten Tränkvorgang mit einem Harnst off -Formaldehyd- und/oder Melamin-Pormaldehyd-Vorkondensat in der Weise so imprägniert, daß nach dem Trocknen etwa 25 bis .100 Gewichtsprozent Vorkondensat, bezogen auf Vliesgewicht, vorhanden sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Tränken eine Vorkondensatflotte mit einem Peststoffgehalt zwischen 10 und 50 Gewichtsprozent einsetzt.

3. Verwendung der nach Anspruch 1 bis 2 hergestellten flächigen Werkstoffe (Grundierfilme) nach dem Verpressen auf Holzwerkstoffe als Unterlage für Farben und Lacke.

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