DE19725829C1

DE19725829C1 - Oberflächenbeschichtungsmaterial und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE19725829C1
Application number: DE1997125829
Authority: DE
Inventors: Dieter Litzcke; Phillip Kahrmann
Original assignee: Ls Industrielacke Buero L GmbH
Current assignee: Ls Industrielacke Buero L GmbH
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1997-06-18
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2017-06-19

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Oberflächenbeschichtungsmaterial zur Herstellung harter, widerstandsfähiger und wasserfester Oberflächen auf Träger materialien, wie Holzwerkstoffplatten, vergleichbaren Trägerplatten oder Mineralfaser platten, die beispielsweise in Möbeln, Wand- und Deckenpaneelen sowie in Fußboden platten eingesetzt werden können, sowie die Verwendung derartiger Materialien in Ver fahren zur Herstellung beschichteter Oberflächen.

Im Stand der Technik wurden bisher UV-härtende und lösungsmittelhaltige Beschichtungs materialien eingesetzt, die jedoch bei der Verarbeitung zum Teil sehr große Mengen an organischen Lösungsmitteln freisetzen oder hautreizende Eigenschaften aufweisen und daher im Hinblick auf ökologische Gesichtpunkte nachteilig sind.

Die DE-PS 41 14 518 lehrt die Verwendung einer Zusammensetzung auf Basis von Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukten als Oberflächenbeschichtungs materialien, bei der keine organischen Lösungsmittel mehr eingesetzt werden müssen. Die hier beschriebenen Materialien sind jedoch nicht ausreichend wasserfest und weisen darüber hinaus den Nachteil auf, daß sie für eine Aushärtung in der Presse nicht geeignet sind und somit für hochabriebfesten Glattlackierungen, wie Fußbodenbeschichtungen, nicht in Frage kommen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, eine verbesserte Zusammen setzung bereitzustellen, mit der kostengünstig hochabriebfeste Glattlackierungen bereitge stellt werden können, ohne die Umwelt im wesentlichen zu beeinträchtigen.

Die vorstehende Aufgabe wurde mit einem neuen Beschichtungsmaterial gelöst, das die folgenden Komponenten in den angegebenen Mengen enthält:
20-50 Teile eines flüssigen Harnstoff-Formaldehydharzes, 10-25 Teile Melaminharz, 2-3 Teile Weichmacher, 5-10 Teile Weichharz, 5-10 Teile Cellulosefasern, 2-5 Teile Antiabsetzmittel, 2-5 Teile Wachse oder Wachsdispersion und 5-15 Teile eines Antiab riebmittels, jeweils bezogen auf das Gewicht.

Das Harnstoff-Formaldehydharz ist in der Zusammensetzung vorzugsweise in einer Menge von 30-40 Gewichtsteilen, am meisten bevorzugt in einer Menge von 35 Gewichtsteilen vorhanden.

Das Melaminharz ist in der Zusammensetzung vorzugsweise in einer Menge von 15-22 Gewichtsteilen, am meisten bevorzugt in einer Menge von 20 Gewichtsteilen vorhanden.

Der Weichmacher kann jeder im Stand der Technik bekannte Weichmacher sein, wie bei spielsweise Phthalsäureester, sowie spezielle Alkohole oder Weichmacher auf Basis von Propylen oder Ethylenglycol, sowie Gemische davon. Von diesen ist Phthalsäure am meisten bevorzugt.

Das Weichharz dient zur Elastifizierung und Verhinderung von Spannungsrissen und umfaßt insbesondere Polyurethandiol, sowie spezielle Kunststoff-Dispersionen, z. B. Vinyl acetat und Acrylsäureester, insbesondere Polyurethandiol. Es wird vorzugsweise in einer Menge von 6-8 Gewichtsteilen und insbesondere in einer Menge von 7 Gewichtsteilen eingesetzt.

Die in der Zusammensetzung verwendeten Cellulosefasern weisen eine Größe im Bereich von 20-1000 µm auf, und sind hauptsächlich als Viskositätsregulator und Träger der schweren Zusatzstoffe gedacht. Die Cellulosefasern werden vorzugsweise in einer Menge von 6-8 Gewichtsteilen in einer Teilchengröße von 30-125 µm, am meisten bevorzugt von 7 Gewichtsteilen in einer Teilchengröße von 30 µm eingesetzt.

Als Antiabsetzmittel kann jedes im Stand der Technik bekannte Mittel verwendet werden, wobei sich für die Zwecke der Erfindung insbesondere Kieselsäureprodukte als vorteilhaft erwiesen haben, wie Kieselgele, Fällungskieselsäuren, Aerosil, Siliziumdioxide oder Magnesiumsilikate. Am meisten bevorzugt ist Siliziumdioxid in einer Menge von 3 Ge wichtsteilen.

Um der Zusammensetzung eine hohe Oberflächenkratzfestigkeit zu verleihen sind darin Wachse oder Wachsdispersionen enthalten, beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Naturwachs und andere dem Fachmann bekannte Wachse. Die Wachse bzw. die Wachsdispersion sind in der Zusammensetzung am meisten bevorzugt in einer Menge von 2 Gewichtsteilen enthalten.

Um der auf dem Trägermaterial aufgebrachten Schicht eine lange Haltbarkeit und Wider standsfähigkeit zu verleihen, weist die Zusammensetzung ein Antiabriebmittel, wie eine Aluminiumverbindung und/oder andere fein gemahlene Minerale mit Härtegraden zwischen Quarz und Diamant, vorzugsweise Aluminiumoxid in jeder Form oder Aluminiumsilikate oder ein Gemisch davon, auf.

Die erfindungsgemäßen Materialien können transparent sein oder nach Wunsch problemlos in allen gewünschten Farben eingefärbt werden. So hat sich insbesondere gezeigt, daß durch Zusatz von 5-30 Teilen Farbstoffe, Farbstofflösung, Pigmente oder einem Gemisch davon zu der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung die Eigenschaften der erfin dungsgemäßen Zusammensetzungen nicht verschlechtert werden.

Die Verarbeitung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erfolgt zweikomponentig durch Inkontaktbringen der Zusammensetzung mit einer Katalysatorkomponente.

Als Katalysator kann jeder für diesen Zweck bekannte Katalysator eingesetzt werden, wie beispielsweise Säuren oder Salze, die beim Auflösen einen sauren pH ergeben. Als Säuren sind insbesondere Maleinsäure, Monobutylphosphorsäure, p-Toluolsulfonsäure, Zitronensäure, sowie ein Gemisch von einer oder mehreren der vorstehenden Säuren geeignet. Ebenso sind Aluminiumsulfat, Ammonium chlorid oder Ammoniumsulfat geeignet.

Das Inkontaktbringen des Katalysators mit der Zusammensetzung kann durch Unter mischen des Katalysators vor Auftragen der Zusammensetzung auf das Trägermaterial, oder durch separates Auftragen der Katalysatorkomponente auf das Trägermaterial oder auf eine der Lackschichten oder zwischen zwei Lackschichten, wie beispielsweise mittels einer Lackwalze, einer Lackrakelmaschine usw., und anschließendes Überschichten mit der Zusammensetzung erfolgen. Es hat sich gezeigt, daß der Katalysator vorteilhaft in einer Menge von 2-5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eingesetzt werden sollte.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung ist problemlos mit Wasser verdünnbar und kann in flüssiger Form einschichtig oder sogar mehrschichtig auf die zu beschichtenden Oberflächen aufgetragen werden. Zwischen den einzelnen Auftragsschichten können für bestimmte Anwendungszwecke unbeharzte oder vorbeharzte Cellulosepapiere, bzw. Cellulosevliese mit weitergehenden Ausrüstungseigenschaften, wie beispielsweise Korund, oder Harzen, eingelegt werden. Diese Papiere können zudem eingefärbt werden, zur Anpassung des Holzfarbtones bzw. zur Erzielung von Farbeffekten. Die Einfärbung dieser Papiere oder der Vliese kann unmittelbar bei der Zuführung in der Beschichtungsanlage erfolgen oder vor der Beschichtung in einer separaten Anlage.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden nach Auftragen auf die Träger materialien mit herkömmlichen, im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zum Auftragen von Lacken auf Werkstoffe, einem Härtungsvorgang unterworfen, der bei einem Druck von mindestens 1 kg/cm², einer Temperatur von mindestens 60°C Objekt- Oberflächentemperatur und einer Preßzeit von mindestens 20 Sekunden durchgeführt wird. Es ist jedoch klar, daß der Fachmann die Bedingungen aufgrund seines Fachwissens und der zu behandelnden Oberflächen bzw. des eingesetzten Materials entsprechend wählt. Die folgenden Bedingungen habe sich dabei als bevorzugt erwiesen. Preßdruck 2-5 kg/cm², mehr bevorzugt 3-4 kg/cm², Preßtemperatur 75-95°C Objekt-Oberflächentemperatur, mehr bevorzugt 80-90°C und eine Preßzeit von 60-240 Sekunden, mehr bevorzugt 180 Sekunden.

Zur Erzielung besonderer Oberflächeneffekte können in den Preßetagen Trennfolien, Ausgleichspolster und/oder Bleche eingesetzt werden, die in der Beschichtungsoberfläche Strukturen bzw. Glanz- oder Matteffekte hervorrufen.

Das Verfahren zum Beschichten von Trägermaterialien wird im allgemeinen derart durch geführt, daß die Trägerplatten auf einer kontinuierlichen Transporteinheit aufgelegt werden und die erfindungsgemäße Zusammensetzung mittels einer herkömmlichen Auftragsstation, beispielsweise mittels Lackwalzen, Lackrakel oder anderen geeigneten Auftragsaggregaten auf die zu beschichtenden Oberflächen aufgetragen wird. Die wäßrige Zusammensetzung wird je nach Anlage gegebenenfalls 1-30 Minuten abgedunstet bzw. vorgetrocknet. Das so beschichtete Trägermaterial wird in die Presse eingefahren und die Schicht bei Wärme ausgehärtet. Nach Ausfahren aus der Presse kann das beschichtete Material sogleich zur Lagerung abgestapelt oder nach Wunsch weiterverarbeitet werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Anwendung der erfindungsgemäßen Zusammen setzungen beim Beschichten unterschiedlicher Materialien.

Beispiel 1:

Träger-Platten, Oberseite wasserfest verleimt mit Echtholz-Furnier, Unterseite wasserfest verleimt mit imprägniertem Gegenzug-Papier.

Die Platten wurden anhand des folgenden Verfahrens bearbeitet, wobei diese bereits in einer separaten Presseanlage furniert wurden.

1.) Stapelzuführung und automatische Beschickung der Platten.

2.) Furnierschliff und Entstaubung der Oberseite.

3.) Vorwärmen der Plattenoberfläche von oben.

4.) Auftragswalze für Grundlack von oben.

5.) Kaschierstation mit Trennmesser für Cellulosepapier - vorbeharzt und mit Spezial ausrüstung von oben, gefärbt.

6.) Auftragswalze für Resistenzlack von oben - kurze Zwischentrocknung.

7.) Auftragswalze für Decklack von oben.

8.) Vortrocknung der Beschichtung mit einem Spezialtrockner mit einer Trockenzeit von 7 Minuten.

9.) Aushärtung in der Presse.

10.) 4-seitige Besäumung der Papierüberstände.

11.) Automatische Abstapelung der fertig beschichteten Platten mit Weitertransport der Stapel zur nachfolgenden Bearbeitung.

Beispiel 2:

Träger-Platten, Oberseite wasserfest verleimt mit imprägnierten Dekorfolien, oder rohe oder vorbehandelte Furniere unterschiedlicher Stärke, Unterseite wasserfest verleimt mit imprägniertem Gegenzug-Papier.

Hier erfolgt die Verleimung der Dekorfolien, der Furniere und der Gegenzug-Papiere gleichzeitig mit der Aushärtung von LIKAPAL Hydrolaminat in der gleichen Presse.

1.) Stapelzuführung und automatische Beschickung der Platten.

2.) Feinschliff und Entstaubung der Platten-Oberseite.

3.) Beidseitige, wasserfeste Beleimung der Platten.

4.) Kaschierstation mit Trennmesser für Dekorpapiere oben und Gegenzugpapier unten, oder Gegenzugpapier von unten und Furniere von oben.

5.) Auftragswalze für Grundlack von oben.

6.) Kaschierstation mit Trennmesser für Cellulosepapier - vorbeharzt und mit Spezialausrüstung von oben.

7.) Auftragswalze für Resistenzlack von oben - kurze Zwischentrocknung.

8.) Auftragswalze für Decklack von oben.

9.) Vortrocknung der Beschichtung mit einem Spezialtrockner mit einer Trockenzeit von 7 Minuten.

10.) Aushärtung in der Presse.

11.) 4-seitige Besäumung der Papier- oder Furnierüberstände.

12.) Automatische Abstapelung der fertig beschichteten Platten mit Weitertransport der Platten zur nachfolgenden Bearbeitung.

Beispiel 3:

Träger-Platten, Oberseite mit LIKAPAL-Farbgrund und Dekordruck im indirekten Tiefdruck, Unterseite wasserfest verleimt mit imprägniertem Gegenzug-Papier.

Hier erfolgt die Aushärtung der oberen Beschichtung und die Verleimung des Gegenzug- Papiers gleichzeitig in der gleichen Presse.

1.) Stapelzuführung und automatische Beschickung der Platten.

2.) Feinschliff und Entstaubung der Plattenoberseite.

3.) Vorwärmung der Plattenoberfläche von oben.

4.) Lackwalze für Farbgrund von oben.

5.) Vortrocknung des Farbgrundes in einem Spezialtrockner mit einer Trockenzeit von 30 Sekunden.

6.) Raster-Druckwerk für Fondfarbe zur Farbegalisierung Oberseite.

7.) Kurztrocknung der Fondfarbe Oberseite.

8.) Druckwerk für Dekore Oberseite.

9.) Auftragswalze für Grundlack Oberseite und Leimauftrag Unterseite.

10.) Kaschierstation mit Trennmesser für Cellulosepapier - evtl. vorbeharzt und mit Spezialausrüstung von oben und Gegenzugpapier von unten.

11.) Auftragswalze Decklack von oben.

12.) Nach Bedarf Vortrocknung der Beschichtung mit einem Spezialtrockner, oder direkte Beschickung in die Presse Pos. 13.) ohne Vortrocknung.

13.) Aushärtung in der Presse.

14.) 4-seitige Besäumung der Papierüberstände.

15.) Automatische Abstapelung der fertig beschichteten Platten mit Weitertransport der Stapel zur nachfolgenden Bearbeitung.

Die gemäß den vorstehenden Beispielen hergestellten Produkte sind lösungsmittelfrei, und konnten somit emissionsfrei hergestellt werden. Dabei ist es möglich bei den gegenwärtig geltenden Grenzwerten für Formaldehyd das Qualitätszeichen "Blauer Engel" zu erreichen. Da mit den erfindungsgemäßen Beschichtungsmaterialien eine Vielzahl unterschiedlicher Formen und Materialien behandelt werden können, ist auch die Erfüllung kunden spezifischer Wünsche kostengünstig und problemlos möglich. Überraschenderweise wurde auch festgestellt, daß mit den erfindungsgemäßen Oberflächenbeschichtungsmaterialien Abriebwerte erzielt werden, die auch die Herstellung furnierter Küchenarbeitsplatten ermöglicht, welche bisher aufgrund von Abriebsfestigkeits-Überlegungen nahezu ausschließlich aus Kunststoff-Melamin gefertigt wurden.

Claims

1. Oberflächenbeschichtungsmaterial dadurch gekennzeichnet, daß es
20-50 Teile flüssiges Harnstoff-Formaldehydharz
10-25 Teile Melaminharz
2-3 Teile Weichmacher
5-10 Teile Weichharz
5-10 Teile Cellulosefasern
2-5 Teile Antiabsetzmittel
2-5 Teile Wachse oder Wachsdispersion
5-15 Teile Antiabriebmittel,
jeweils bezogen auf das Gewicht, enthält.

2. Oberflächenbeschichtungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher Phthalsäure ist.

3. Oberflächenbeschichtungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Weichharz Polyurethandiol ist.

4. Oberflächenbeschichtungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antiabsetzmittel Kieselsäureprodukte sind.

5. Oberflächenbeschichtungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antiabriebmittel Aluminiumverbindungen sind.

6. Oberflächenbeschichtungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 5-30 Teile Farbstoffe, Farbstofflösungen und/oder Pigmente enthält.

7. Verwendung des Materials nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in einem Ver fahren zur Herstellung beschichteter Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß dieses mit einem Katalysator in Kontakt gebracht wird, und die so erhaltene Zusammensetzung auf der zu beschichtenden Oberfläche ausgehärtet wird.

8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator eine Säure ist.

9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure ausge wählt ist aus Maleinsäure, Monobutylphosphorsäure, p-Toluolsulfonsäure, Zitronen säure oder einem Gemisch davon.

10. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator Aluminiumsulfat, Ammoniumchlorid oder Ammoniumsulfat ist.

11. Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator vor dem Auftragen des Materials auf der zu beschichtenden Oberfläche mit dieser vermischt wird.

12. Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator als gesonderter Auftrag vorab auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht wird.

13. Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei dem der Härtungsvorgang durchgeführt wird bei den folgenden Bedingungen:
Preßdruck: min 1 Kg/cm²
Preßtemperatur: min 60°C Objekt-Oberflächentemperatur
Preßzeit: 180 Sekunden.