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AT508630B1 - Verfahren zur oberflächenbehandlung einer pressholzplatte - Google Patents

Verfahren zur oberflächenbehandlung einer pressholzplatte Download PDF

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AT508630B1 ATA1176/2009A AT11762009A AT508630B1 AT 508630 B1 AT508630 B1 AT 508630B1 AT 11762009 A AT11762009 A AT 11762009A AT 508630 B1 AT508630 B1 AT 508630B1
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Abstract

Ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer Pressholzplatte (1) durch Lackieren, wobei eine mit einem Decklack (3a, 3b) zu lackierende Oberfläche der Pressholzplatte (1) vor dem Lackieren mit einem wässrigen Sperrlack (2a, 2b) auf Acrylatbasis, welcher zumindest ein Acrylat und/oder Acrylatcopolymer aufweist grundiert wird, wobei der Sperrlack zur Erzeugung einer Wasserdampfsperre einen Kunstharzanteil von über 35 % aufweist.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer Pressholzplatte durch Lackieren, wobei eine mit einem Decklack zu lackierende Oberfläche der Pressholzplatte vor dem Lackieren mit einem wässrigen Sperrlack auf Acrylatbasis, welcher zumindest ein Acrylat und/oder Acrylatcopolymer aufweist grundiert wird.
[0002] Unter dem Begriff Pressholzplatten werden in diesem Dokument Platten aus faser- oder spanförmigen Holzwerkstoffen verstanden. Dies sind insbesondere Holzspanplatten, mitteldichte Holzfaserplatten (sogenannte „MDF-Platten“) und hochdichte Holzfaserplatten (sogenannte „HDF Platten“).
[0003] Aus der DE 4119034A1 ist ein Verfahren bekannt geworden, welches die Verwendung eines Primers auf Acrylat-Copolymer-Basis betrifft, um die Adhäsion mit einem Kleber an einer Rückseite einer Möbeldekorfolie zu erhöhen, wenn diese auf eine Spanholzplatte aufgebracht wird.
[0004] In der W02002/085589 wird die Verwendung eines Acrylat und eine wasserlösliche Titancheiatverbindung enthaltenden Lackes zur Grundierung von zum "Ausbluten" neigenden Untergünden beschrieben, wie beispielsweise taninhältige Holzfaserplatten.
[0005] Die W02008091045 betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbeschichtung unterschiedlicher Platten durch Aufbringen einer bedruckbaren Schicht. Zur Verbesserung der Adhäsion zwischen einer Trägerplatte und der bedruckbaren Schicht, welche aus beschichtetem Papier gebildet ist, wird ein Primer auf Acrylatbasis auf die Trägerplatte aufgebracht.
[0006] Bei MDF-Platten ist die Verdichtung an der Oberfläche höher als im Plattenkern. Werden in eine MDF-Platte Profile eingefräst, wie dies in der Möbelindustrie häufig der Fall ist, so kann es in Abhängigkeit von der Frästiefe bei einer nachfolgenden Lackierung mit wässrigen Decklacken speziell in den gefrästen Oberflächenbereichen zu einem extremen Aufstellen der Fasern kommen. Was zu einem unansehnlichen Gesamteindruck der lackierten Oberfläche führen kann.
[0007] Die gefrästen Oberflächen zeigen, dass vor allem der wässrige Decklack bzw. die wässrige Grundierung durch die geringere Verdichtung der Fasern stark in die MDF-Platte eingedrungen sind. Aber auch bei lösungsmittelhältigen Decklacken zeigt sich ein ähnlicher Effekt, wenn auch nicht so stark. Speziell in tief gefrästen Profilen kommt es zu einem sehr starken Aufstellen der Holzfasern. Diese können in der Praxis auch durch Flatterbehandlung oder durch Schleifen kaum entfernt werden. Wird extrem stark geschliffen, dann wird meistens die erste Lackschicht fast zur Gänze wieder weggeschliffen und die zweite nachfolgende Lackierung zeigt durch die sogenannte „Dochtwirkung“ den gleichen Aufstelleffekt der Fasern.
[0008] Ein weiteres wesentliches Problem bei MDF-Platten tritt bei der Herstellung von Möbelfronten auf. Wird mit herkömmlichen handelsüblichen Wasserlacken grundiert, dann werden die Fasern aufgequollen und stellen sich auf. Durch den nachfolgenden Schleifprozess werden die Fasern geköpft, aber es bleibt dadurch eine Fehlstelle im Lack und bei einer Einwirkung von Wasserdampf oder Wasser wird das Wasser wie durch einen Docht aufgesogen, was wiederum zu einem Anquellen der Holzfaserplatte führt. Insbesondere Küchenfronten, die besonders stark einer Wasserdampfbelastung ausgesetzt sind, können starke Schäden zeigen. Das Anquellen der Holzfaserplatte hängt natürlich auch von der Menge und der Art des zu ihrer Herstellung verwendeten Bindemittels ab.
[0009] Bei HDF-Platten kann die Oberflächenverdichtung sehr inhomogen sein, wodurch es bei einer Lackierung mit pigmentierten Decklacken, die beispielsweise in einem Walz-, Druck- oder Spritzverfahren aufgetragen werden, zu einem unterschiedlichen Wegsacken der Lacke bzw. Grundierungen kommen kann, was unterschiedliche Deckfähigkeiten eines verwendeten Lackes auf einer HDF-Platte zur Folge hat.
[0010] Bei wässrigen Lacken stellt sich zudem häufig das Problem, dass die Holzoberfläche beim Behandeln rau wird und daher nachgeschliffen werden muss, um eine hinreichend glatte Oberfläche zu erhalten. Da hierbei auch ein Teil des Oberflächenbehandlungsmittels abgetragen wird, muss der Behandlungs- und Schleifvorgang in der Regel mehrfach wiederholt werden, was einen nicht unbeträchtlichen Aufwand darstellt.
[0011] Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die mit den herkömmlichen Verfahren verbundenen Nachteile zu überwinden.
[0012] Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Sperrlack zur Erzeugung einer Wasserdampfsperre einen Kunstharzanteil von über 35 % aufweist.
[0013] Unter dem Begriff „auf Acrylatbasis“ wird verstanden, dass als Hauptkomponente bzw. Hauptkomponenten zur Herstellung des Bindemittels des Sperrlackes mindestens ein Acrylat und/oder mindestens ein Acrylatcopolymer verwendet wird bzw. werden. Wie weiter unten ausgeführt, können jedoch auch noch andere Bestandteile zugefügt werden. Unter dem Begriff „wässrig“ wird verstanden, dass das Bindemittel als Dispersion bzw. Emulsion in wässriger Lösung oder in Wasser gelöst vorliegt.
[0014] Der erfindungsgemäße Sperrlack bildet eine überlackierbare Sperrgrundierung und stellt aufgrund seines Kunstharzanteils eine gute Wasserdampfsperre bzw. Wasserdampfbremse dar, durch welche eine Wasserdampfdiffusion bzw. ein Eindringen von Wasser in die Pressholzplatte behindert wird. Auf diese Weise wird bei Verwendung wässriger Decklacke eine Durchfeuchtung der behandelten Pressholzplatte verhindert. Durch das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich daher eine sehr gute Wasserunempfindlichkeit der behandelten Oberfläche erzielen. Weiters wird die Oberflächenqualität der Pressholzplatten wesentlich verbessert, da ein Aufstellen der Fasern stark minimiert werden kann. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die nachfolgende Lackierung mit einem wässrigen Decklack erfolgt. Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemäße Grundierung eine homogene Oberflächenstruktur geschaffen.
[0015] Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung, die sich durch einen hohen Feststoffanteil auszeichnet, kann der Sperrlack zu 45 bis 97 Gewichtsanteilen aus einer Mischung aus dem zumindest einem Acrylat und/oder dem zumindest einem Acryiatcopolymer sowie aus zumindest einem Urethan und/oder aus zumindest einem Urethancopolymer und/oder aus zumindest einem Alkyd und/oder aus einem Alkydacrylatcopolymer bestehen. Günstig an dieser Ausführungsform ist vor allem, dass der hohe Festkörperanteil zu einer Verminderung des Anquellens der Holzfasern beiträgt. Derartige zur Realisierung der Erfindung geeignete Lacke, sind beispielsweise unter dem Namen NeoCryl A 2099 oder NeoCryl A 1093 bekannt geworden.
[0016] Es können auch Mischungen aus zwei oder mehreren Acrylaten, Acrylatcopolymeren, Urethancopolymeren bzw. Urethanen, Alkyd bzw. Alkydacrylatcopolymeren verwendet werden. Durch eine Mischung unterschiedlicher Emulsionen kann die Filmbildungstemperatur angepasst werden, sodass abhängig von den Produktionsbedingungen gegebenenfalls auf ein Coales-zenzmittet verzichtet werden kann. Geeignete Produkte, um den erfindungsgemäßen Sperrlack durch Vermischen verschiedener Emulsionen herzustellen sind beispielsweise unter den Namen NeoCryl XK 85, NeoCryl XK 87 oder NeoCryl A 2092 bekannt geworden.
[0017] Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung wird der Sperrlack vor einem Überlackieren mit dem Decklack getrocknet, wobei das Trocknen des Sperrlackes bevorzugterweise bei einer Temperatur zwischen 30 und 150°C erfolgt.
[0018] Falls erforderlich, kann dem Sperrlack ein Anteil an Filmbildungsmittel von bis zu 16% zugesetzt werden, beispielsweise Butyldiglykol (BDG) oder Butylglykol (BG). Neben Weichmachern zur Filmbildung können auch Kombinationen von Filmbildungsmitteln und Koaleszenzmit-teln oder auch nur ein Koaleszenzmittel von bis 16% vorgesehen sein. An dieser Stelle sei erwähnt, dass sich die Prozentangaben in diesem Dokument auf den Massenanteil beziehen.
[0019] Der pH Wert des Sperrlackes kann auf einen Wert in einem basischen Bereich, vor- zugsweise auf einen Wert von 7-9, eingestellt werden, beispielsweise durch Zugabe von Ammoniak oder Aminen, etwaige Koaleszenzmittel können dann unter Rühren zugesetzt werden. Der pH-Wert des unter Rühren zugesetzten Koaleszenzmittels bzw. der Koaleszenzmittel wird hierbei vorteilhafterweise vor dem Einrühren auch auf einen in einem basischen Bereich liegenden Wert, vorzugsweise ebenfalls auf einen Wert im Bereich von 7-9, eingestellt. Günstigerweise wird das Koaleszenzmittel hierbei auf den pH-Wert des Sperrlacks eingestellt.
[0020] Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung kann der Sperrlack einen Wachsanteil von bis zu 10% aufweisen.
[0021] Darüber hinaus kann dem Sperrlack zumindest ein Entschäumer, beispielsweise Agitan E 255, in einem Anteil von 0,01 - 5 % zugesetzt werden.
[0022] Um eine gute Verarbeitbarkeit zu erzielen, kann dem Sperrlack gegebenenfalls zumindest ein Verdicker, beispielsweise Rheocoate 35, in einem Anteil bis zu 5% zugesetzt werden.
[0023] Weiters kann dem Sperrlack zumindest ein Verlaufsmittel, beispielsweise Surfynol 104 PA, in einem Anteil von bis zu 3%.
[0024] Weiters können dem erfindungsgemäßen Sperrlack an sich bekannte, farbgebende Pigmente und/oder Füllstoffe in einem Anteil von bis zu 18% zugesetzt werden.
[0025] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der Sperrlack als Einkomponentenlack verwendet werden.
[0026] Jedoch kann der Sperrlack gemäß einer anderen Variante der Erfindung auch als 2-Komponenten Lack verwendet werden, wobei zumindest ein Vernetzungsmittel zugesetzt wird, beispielsweise zumindest ein Isocyanat und/oder Aziridin und/oder zumindest ein Zinkkomplexbilder.
[0027] Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung kommt als Decklack ein herkömmlicher wässriger Lack oder auch sogenannte UV-Lacke, welche unter UV-Einstrahlung gehärtet werden, zum Einsatz.
[0028] Die Erfindung samt weiteren Vorteilen wird im Folgenden anhand einiger nicht einschränkender Ausführungsbeispiele näher erläutert, von welchen eines in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser zeigt Fig. 1 schematisch den Aufbau einer mit einem erfindungsgemäßen Sperrlack beschichteten und mit einem wässrigen Decklack überlackierten Pressholzplatte.
[0029] Gemäß Fig. 1 wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer Pressholzplatte 1 die zu lackierende Oberfläche der Pressholzplatte 1 zur Erzeugung einer Wasserdampfsperre mit einer wasserdampfsperrenden Grundierung aus einem Sperrlack 2a auf Acrylatbasis versehen. Der Sperrlack 2a weist mindestens ein Acrylat und/oder mindestens ein Acrylatcopolymer auf, Weiters kann der Sperrlack 2a als Klarlack oder auch als pigmentierter Lack ausgeführt sein.
[0030] Der erfindungsgemäße Sperrlack 2a kann zu 45 bis 97 Gewichtsanteilen aus einer Mischung aus mindestens einem Acrylat und/oder mindestens einem Acrylatcopolymer sowie aus mindestens einem Urethan und/oder aus mindestens einem Urethancopolymer und/oder aus mindestens einem Alkyd und/oder aus einem Alkydacrylcopolymer bestehen. Die oben genannten Bestandteile liegen in dem Sperrlack 2a in Wasser gelöst bzw. dispergiert oder emulgiert vor. Aufgrund seines hohen Kunstharzanteils von über 35 % kann mit dem Sperrlack 2a eine sehr gute Wasserdampfsperre erzielt werden. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass mit dem erfindungsgemäßen Sperrlack keine absolute Wasserdampfsperre erzielt werden muss. In erster Linie kommt es darauf an, dass die erzielte Wasserdampfsperre ausreichend ist, um ein Eindringen von Wasser bzw. Wasserdampf zu behindern, sodass ein Aufquellen der Fasern der Pressholzplatte weitgehend unterbunden wird.
[0031] Der Sperrlack 2a kann beispielsweise durch Produkte wie NeoCryl A 2099 oder NeoCryl A 1093 realisiert werden, wobei jedoch auch andere geeignete Lacke und Mischungen, welche die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich der Bildung einer Wasserdampfsperre aufweisen, zum Einsatz kommen können.
[0032] Der erfindungsgemäße Sperrlack 2a kann sowohl als Einkomponentenlack als auch als Zweikomponenten Lack realisiert werden. Falls der erfindungsgemäße Sperrlack als Zweikomponentensystem verwendet wird, können beispielsweise Isocyanat oder Aziridinen oder Zinkkomplexbildern als Vernetzer zugegeben werden.
[0033] Weiters kann der erfindungsgemäße Sperrlack 2a auch durch Mischung unterschiedlicher Emulsionen auf Acrylatbasis hergestellt werden. Hierfür können beispielsweise Produkte wie NeoCryl XK 85, NeoCryl XK 87 oder NeoCryl A 2092 zum Einsatz kommen. Zur Herstellung des Sperrlacks 2a können aber auch andere nicht acrylatbasierte Emulsionen mit einer Emulsion auf Acrylatbasis vermischt werden. So können beispielsweise eine acrylatbasierte Emulsion und eine Polyurethanemulsion und/oder eine Polyurethancopolymeremulsion miteinander vermischt werden. An dieser Stelle sei erwähnt, dass im Rahmen der Erfindung grundsätzlich alle Mischungen von mindestens einer zumindest ein Acrylat und/oder Acryiatcopolymer enthaltenden Emulsion und anderen Emulsionen möglich sind, mit welchen sich eine wasserdampfsperrende, überlackierbare Sperrgundierung der Pressholzplatte 1 erzielen lässt.
[0034] Darüber hinaus können dem Sperrlack 2a im Bedarfsfall verschiedene Additive, wie beispielsweise Filmbildungsmittel, Entschäumer, Verdickerzusätze oder Verlaufsmittel zugesetzt werden.
[0035] Auch kann der pH Wert des Sperrlackes 2a, beispielsweise durch Zugabe von Aminen und Ammoniak, so eingestellt werden, dass er in einem basischen Bereich liegt. Vorzugsweise wird der pH-Wert auf einen in einem Bereich zwischen 7 bis 9 liegenden Wert eingestellt.
[0036] Durch den Zusatz von Wachsen, beispielsweise Michelmann MA 160, kann die Bildung einer Wasserdampfsperre weiter verbessert werden. Bei dem Zusatz von Wachsen ist jedoch zu beachten, dass die Überlackierbarkeit des Sperrlackes 2a nicht beeinträchtigt wird. Auch die Haftung der auf den Sperrlack 2a folgenden Lackschichten soll möglichst wenig negativ beeinflusst werden.
[0037] Der Sperrlack 2a kann beispielsweise mittels herkömmlicher Spritz-, Walz- oder Druckverfahren auf die Pressholzplatte 1 aufgebracht werden.
[0038] Nach dem Aufbringen des Sperrlackes 2a kann dieser bei einer Temperatur zwischen 30 und 150°C getrocknet werden. Der getrocknete Sperrlack 2a bildet einen durchgehenden festen, weitgehend wasserundurchlässigen Film an der Oberfläche der Pressholzplatte 1 und schützt diese somit vor Nässe. Darüber hinaus können in der Oberfläche der Pressholzplatte 1 vorhandene Unebenheiten durch den Sperrlack 2a ausgeglichen werden. Insbesondere bei MDF-Platten ist die Qualität der gefrästen Oberflächen nach der Behandlung mit dem erfindungsgemäßen Sperrlack 2a weitgehend identisch mit den nicht gefrästen Oberflächen.
[0039] Der Sperrlack 2a kann mit einem handelsüblichen, wässrigen oder UV-Lack 3a überlackiert werden.
[0040] Auf eine direkt auf die Pressholzplatte aufgetragene Grundierungsschicht des Sperrlacks 2a können noch weitere Grundierungen sowie auch mehrere Decklacke 3a aufgetragen werden. Somit ist die erfindungsgemäße Lösung nicht auf das Aufträgen einer einzigen Grundierung, der Sperrgrundierung, beschränkt, die dann mittels eines herkömmlichen Decklacks 3a überlackiert wird. So können beispielsweise auch drei Grundierungen und zwei Decklackschichten aufgetragen werden. Die Menge der aufgetragenen Grundierungen und Decklacke richtet sich hierbei in erster Linie nach den gegebenen Erfordernissen. So kann eine sehr raue und unebene Oberflächenstruktur der Pressholzplatte das Aufträgen mehrerer Grundierungen erforderlich machen, während auf eine glatte Oberfläche entsprechend weniger Grundierungsschichten aufgetragen werden können.

Claims (16)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer Pressholzplatte (1) durch Lackieren, wobei eine mit einem Decklack (3a, 3b) zu lackierende Oberfläche der Pressholzplatte (1) vor dem Lackieren mit einem wässrigen Sperrlack (2a, 2b) auf Acrylatbasis, welcher zumindest ein Acrylat und/oder Acrylatcopolymer aufweist grundiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrlack zur Erzeugung einer Wasserdampfsperre einen Kunstharzanteil von über 35 % aufweist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrlack (2a, 2b) zu 45 bis 97 Gewichtsanteilen aus einer Mischung aus dem zumindest einem Acrylat und/oder dem zumindest einem Acrylatcopolymer sowie aus zumindest einem Urethan und/oder aus zumindest einem Urethancopolymer und/oder aus zumindest einem Alkyd und/oder zumindest einem Alkydacrylcopolymer besteht.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrlack (2a, 2b) vor einem Überlackieren mit dem Decklack (3a, 3b) getrocknet wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrlack (2a, 2b) bei einer Temperatur zwischen 30 und ΙδΟ'Ο getrocknet wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sperrlack (2a, 2b) ein Anteil an Filmbildungsmittel von bis zu 16% zugesetzt wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert des Sperrlackes (2a, 2b) auf einen in einem basischen Bereich liegenden Wert, vorzugsweise auf einen in einem Bereich zwischen 7 bis 9 liegenden Wert, eingestellt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert durch Zugabe von Ammoniak oder Aminen oder Laugen eingestellt wird.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrlack (2a, 2b) einen Wachsanteil von bis zu 10% aufweist.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sperrlack (2a, 2b) zumindest ein Entschäumer in einem Anteil von 0,01 3 % zugesetzt wird.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sperrlack (2a, 2b) zumindest ein Verdicker in einem Anteil von bis zu 5% zugesetzt wird.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sperrlack (2a, 2b) zumindest ein Verlaufsmittel in einem Anteil von bis zu 3% zugesetzt wird.
  12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sperrlack (2a, 2b) bis zu 18% an sich bekannte, farbgebende Pigmente und/oder Füllstoffe zugesetzt werden.
  13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrlack (2a, 2b) als Einkomponentenlack verwendet wird.
  14. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrlack (2a, 2b) als Zweikomponentenlack verwendet wird, wobei dem Sperrlack (2a, 2b) zumindest ein Vernetzungsmittel zugesetzt wird.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Vernetzungsmittel zumindest ein Isocyanat und/oder Aziridin und/oder zumindest ein Zinkkomplexbilder verwendet wird.
  16. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Decklack (3a) ein wässriger oder UV-Lack ist. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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