DE9312302U1 - Masse zum Verschließen und/oder Glätten eines Basismaterials - Google Patents

Description

Anmelderin: 17. August 1993

2207G146 WW-km
PRODUITS CHIMIQUES
A. BLANCHON,
28, rue Charles Martin

69190 SAINT FONS, FRANKREICH

Vertreter:

WITTE WELLER GAHLERT & OTTEN Patentanwälte Augustenstraße 14 7 0178 Stuttgart

Masse zum Verschließen und/oder Glätten eines Basismaterials

Die Erfindung betrifft das Verschließen und/oder Glätten eines Basismaterials, das an seiner Oberfläche versenkte oder erhabene Unregelmäßigkeiten, wie Löcher, Risse und Unebenheiten aufweist.

Die Erfindung betrifft insbesondere, jedoch nicht ausschließlich das oberflächliche Verschließen und/oder Glätten von Holzelementen, wie Parkettböden, Parkettstreifen oder Platten, die an der Oberfläche verschiedene Fehlstellen wie Löcher, Risse, Aststellen, Zwischenräume, Zwischenstreifen aufweisen, die

verschlossen und/oder geglättet werden müssen, um letztlich eine relativ glatte oder gleichmäßige Aufmachung oder Aussehen zu erhalten, die anschließend das Aufbringen jeglicher Überzüge, wie beispielsweise einen Lacküberzug, erlauben.

Unter Masse werden jegliche Erzeugnisse von pastöser oder ähnlicher Konsistenz verstanden, die eine Klebeeigenschaft aufweisen, und die in der Lage sind, in reichhaltigem Maße auszuhärten.

Bei der Großserienherstellung von Parkettelementen aus Holz oder von Paneelen, wie beispielsweise Platten, die durch Zusammenfügen einer Vielzahl von einzelnen Holzstreifen aufgebaut werden, verfährt man im allgemeinen mit einem Fertigungsablauf, der folgendes beinhaltet:

- Aufbringen einer Masse mit Hilfe jeglicher geeigneter mechanischer Mittel oder von Hand auf die Oberfläche des Holzelements, wobei die Masse üblicherweise entweder ein Bindemittel aufweist, das in der Lage ist, durch physikalische Trocknung zu härten, beispielsweise durch Verdampfen eines organischen Lösungsmittels, oder ein Bindemittel aufweist, das in der Lage ist, durch Copolymerisation von zwei Bestandteilen zu härten, beispielsweise ein Polyurethan oder ein Epoxybindemittel, wobei ein geeignetes Füllmaterial im Bindemittel dispergiert ist, das ein inertes festes Material, wie Talk, Calciumcarbonat und gegebenenfalls eine Farbe oder ein Pigment enthält;

oberflächliches Abstreifen des Überschusses der zuvor aufgebrachten Masse;

Härtenlassen der Masse, durch physikalische Trocknung oder Copolymerisieren;

und Schleifen der gehärteten Oberfläche, um das endfertige Holzelement zu erhalten, d.h. ohne daß Fehlstellen und Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche erscheinen.

Eine derartige Verfahrensweise macht es notwendig, im Laufe des Produktionszyklus eine Aushärtphase der Masse einzuschalten, wodurch die Produktionszeit verlängert wird. Vor allem resultiert aus der pastösen Masse und deren Trockungsweise eine Erhöhung deren Viskosität und deren Aushärten auf den Auftragmaterialien. Die benötigten Ausstattungen und Maschinen erfordern zahlreiche Reinigungsvorgänge, und demzufolge manuelle Eingriffe, die der vollständigen Automatisierung des Produktionszyklus entgegenstehen.

Als Beispiel an aus dem Stand der Technik bekannten Massen werden die nachfolgenden Zusammensetzungen der beiden Massen 1 und 2 gegeben.

MASSE 1: Masse mit nitrocellulosischem Bindemittel als Einzelkomponente, dessen Trocknung während 3 0 Minuten durch Verdampfen des Lösungsmittels bewerkstelligt wird:

75 %ige Nitrocellulose in Isopropanol	18,1
Butylphthalat	3,0
Bariumsulfat	18,1
Calciumcarbonat	18,1
Eisenoxyd	0,3
Aceton	42,4

100,0 (Anteile in Gewichtsprozent)

MASSE 2: Zweikomponentenmasse mit einem Polyurethanbindemittel,

dessen Trockung während 3 Stunden durch Copolymerisation bewerkstelligt wird:

Komponente A

Hydroxylierter Polyether 20,7

Verzweigter Polyalkohol 20,7

Calciumcarbonat 6,0

Feuchtigkeitsabsorber 5,3

Verdicker 5,8

Komponente B

Polyisocyanat 3 6,0

Verdicker 2,7

Eisenoxyd 2,8

Durch die EP-A-O 175 189 wird ein Material vorgeschlagen, das unter der Einwirkung von UV-Strahlung härten kann, wobei dieses Material folgendes enthält:

ein photochemisch polymerisierbares, hydrophiles und polares Monomer, insbesondere ausgewählt aus Acrylsäure, Methacrylsäure und deren Derivate, N-vinylidische Monomere, und deren Mischungen,

ein Bindemittel, das die Rolle des Eindickers einnimmt, das mit dem photochemisch polymerisierbaren Monomeren kompatibel ist, insbesondere ausgewählt aus den Copolymeren Styrol/Monoester der Maleinsäure; Copolymere, die Malein-

säureanhydrid und/oder Methacrylate enthalten; lineare Polyamide; Polyamid/Lactam-Copolymere, - einen Photopolymerationsstarter, und ein Füllmaterial, das Stabilisatoren, Antioxydantien, Plastifikatoren, Farbstoffe, Pigmente, Inhibitoren der thermischen Polymerisation sowie Füllmaterialien aufweisen, und die vorzugsweise kein Lösungsmittel aufweisen.

Das Einsatzgebiet dieses Materials ist das der Druckerei, insbesondere der Druckerei nach dem Tiefdruckverfahren mittels Platten, die auf Zylindern einer Rotationsmaschine befestigt sind.

Die Platten sind in einer Richtung, entgegengesetzt zur Zylinderachse hintereinander und nebeneinander angeordnet, und sind durch Einhaken ihrer äußeren Enden in Rillen parallel zur Zylinderachse befestigt.

Sind die Platten eingehakt, so sind Spalte vorhanden, die durch das zuvor beschriebene Material verschlossen werden sollen.

Das beschriebene Verfahren zum Verschließen ist wie folgt:

man bringt das Material durch geeignete klassische Vorgänge (Einspritzen,...) in die Spalte, man glättet durch Abstreifen oder Abwischen des

Überschusses,

das Material wird durch Aussetzen gegenüber UV

gehärtet.

Der Nachteil einer derartigen Materialzusammensetzung ist das Vorhandensein von photochemisch polymerisierbaren funktionellen

Monomeren, die 90 Gew.-% der endfertigen Zusammensetzung einnehmen können, weil

- einerseits diese überwiegend stark toxischen Monomeren eine Gefahr für die Handhabungsperson darstellen,

- andererseits diese Monomeren geringe Molekülmassen aufweisen, so daß, falls das Basismaterial, auf das das Material aufgebracht wird, porös ist, wie beispielsweise Holz, die Monomeren leicht in dieses eindringen können, so daß sie deshalb nicht einer Photopolymerisation unter der Wirkung von UV unterworfen werden können, und im Zustand freier toxischer Monomeren im Inneren des Materials verbleiben.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung diese Nachteile zu überwinden, indem eine Masse geschaffen wird, deren Handhabung einfach und gefahrenlos ist, und die, auch nach dem Härten, keine Toxizität aufweist.

Erfindungsgemäß weist die Masse ein Bindemittel, ein im Bindemittel dispergiertes Füllmaterial, das zumindest einen Bestandteil, ausgewählt aus einem inerten festen Material, einer Farbe und einem Pigment, enthält, sowie einen Photopolymerisationsstarter auf, wobei das Bindemittel photochemisch polymerisierbar und insbesondere photochemisch vernetzbar ist, und das bei relativ geringer Schichtdicke quasi augenblicklich polymerisieren kann.

Vorteilhafterweise weist das Bindemittel photochemisch polymerisierbare oder photochemisch vernetzbare Oligomere auf, wobei letztere zumindest zwei funktioneile Gruppen enthalten.

Man bringt somit eine Masse auf, deren wesentliche Bestandteile nicht in das Basismaterial diffundieren, auch dann nicht, falls

dieses porös ist, und dessen Konsistenz oder Viskosität sich auf den Materialen, die dessen Anwendung ermöglichen, nicht verändern.

Die Mehrfachfunktionalität der ausgänglichen Oligomeren, die vorzugsweise trifunktionell oder vierfachfunktionell sind, ermöglichen im Laufe der Photopolymerisation die Entwicklung einer raschen Polymerisation und insbesondere einer dreidimensionalen Vernetzung, die zu einer harten und beständigen Masse führt.

Unter "Polymerisation" werden jegliche Homo- oder Copolymerisationen von einzelnen chemischen Verbindungen verstanden, jedoch auch jegliche Art an dreidimensionaler Vernetzung von einem oder mehreren einzelnen Polymeren und insbesondere von Oligomeren.

Die funktionellen Gruppen der Oligomeren sind vorteilhafterweise ausgewählt aus den acrylischen, den vinylischen und den ungesättigten Estergruppen.

Entsprechend dieser Auswahl sind die Oligomeren des Bindemittels ausgewählt aus den Acrylaten, den Epoxy-Acryl at en, den Polyether-Acrylaten, den Polyester-Acrylaten und den ungesättigten Polyurethanen.

Entsprechend der Erfindung sind die Bestandteile des Füllmaterials im wesentlichen "transparent" oder "durchlässig" gegenüber der Einwirkung eines äußeren physikalischen Mittels, um ein Härten im Innern der Masse zu ermöglichen.

Als "äußeres physikalisches Mittel" werden jegliche physikalische Mittel verstanden, die einem jeglichen Bindemittel eine solche

Energie übertragen, um dessen Polymerisation und/oder dessen Vernetzung hervorzurufen und/oder nach sich zu ziehen.

Dieser Definition entspricht eine UV-Strahlung, eine Korpuskelstrahlung, beispielsweise eine Elektronenstrahlung.

Unter "transparent" wird die Eigenschaft des oder der Bestandteile des Füllmaterials verstanden, aufgrund derer die Menge der durch das äußere physikalische Mittel abgegebenen Energie, die von den Bestandteilen nicht absorbiert wird, zumindest gleich der für den Polymerisationsstarter notwendigen Energiemenge ist, um die Aktivierung der Polymerisation und/oder der Vernetzung des Bindemittels im reichlichen Maße zu ermöglichen. Diese für den Polymerisationsstarter notwendige Energiemenge ist kennzeichnend für die Art des letzteren und die Wellenlänge der abgestrahlten Energie.

Der Photopolymerisationsstarter besteht aus einem Photoinitiator, vorzugsweise ausgewählt aus den Benzoinderivaten, und/oder besteht aus einem Co-Initiator, vorzugsweise ausgewählt aus den tertiären Aminen, und/oder besteht aus einem Photosensibilisator, vorzugsweise ausgewählt aus Benzophenon, Thioxanthon, und deren entsprechenden Derivaten.

Der Wellenlängenbereich der ausgestrahlten Lichtenergie deckt vorzugsweise die Wellenlänge ab, die vom Photopolymerisationsstarter absorbiert wird. Die letztere ist abhängig von der Art und von der Konzentration des Starters. So absorbiert der Butylether des Benzoins bei einer Konzentration von 0,3 g/l 75 % der mit Wellenlängen unterhalb von 320 nm ausgestrahlten Energie, und absorbiert bei einer Konzentration von 0,01 g/l 75 % der ausgestrahlten Energie mit Wellenlängen im Bereich von 210 nm.

Die Bestandteile des Füllmaterials werden in Abhängigkeit der durch das äußere physikalische Mittel ausgestrahlten Energie, die diese nicht absorbieren, d.h. die diese durchlassen, ausgewählt.

Die nachfolgende Tabelle 1 gibt Beispiele an Füllmaterialien, die in die erfindungsgemäße Masse inkorporiert sein können, wobei dies jedoch nicht eingrenzend ist.

TABELLE 1

Füllmaterial	Wellenlänge der ausgestrahlten Energie (nm)	Energiemenge der nicht durch das Füllmaterial absor bierten Energie (%)
Talk	300 bis 450	85 bis 95
Bariumsulfat	300 bis 450	62 bis 68
Calciumcarbonat	300 bis 450	55 bis 65
rutilisches Titandioxid	300 bis 400	5 bis 10

Wird das Bindemittel aus photochemisch polymerisierbaren Oligomeren gebildet, so liegt der Gewichtsanteil des Bindemittels zwischen 5 und 95 % des Gewichtes der endfertigen Zusammensetzung der Masse.

Die vorliegende Erfindung wird nunmehr in Tabelle 2 näher erläutert, aus der fünf bevorzugte Zusammensetzungen der erfindungsgemäßen Masse ersichtlich sind, und durch die beiliegende Figur, aus der eine Beschickungsvorrichtung ersichtlich ist, die geeignet ist, eine erfindungsgemäße Masse anzuwenden.

	1	TABELLE	2	2	3	4	5
^—^^ Masse erfindungsgemäÄe-—^_^ Zusammensetzung "^"--^,	Polyester-Acrylat (1500cps) : 50	Epoxy-Acrylat (8000cps) : 40 Hexandiol- Acrylat: 10	aminiertes Polyester- Acrylat (500cps) : 20	Urethan- Acrylat (ISOOOcps) : 30 Polyether- Acrylat (lOOcps) : 20 Tripropylen- glykol- Diacrylat : 10	ungesättigtes Acrylharz (600cps) : 45
BINDEMITTEL (in Gew.-%) photochemisch poly- merisierbare Oligo- mere Photoinitiator Co-Initiator Photosensibilisator	Benzoinderivat: 2		Benzoinderivat: 3	Hydroxyphenyl- ketonderivat : 5	Benzoinether: 2,8
FÜLLMATERIAL (in Gew.-%) inertes festes Material Pigment, Farbe		Methyl-dietha- nolamin: 3
	Benzophenon: 1,5	Thioxanthon: 4	Benzophenon: 3	Morpholin- derivat: 2
Talk: 46	Calcium- carbonat: 43	Talk: 34 Bariumsulfat: 40	Kieselerde: 12,6 Talk: 5 Dolomit: 15	Glaskugeln: 22,5 Kieselerde: 29,5
gelbes Eisenoxyd: 0,5			Karbonschwarz: 0,1 rotes Eisenoxyd: 0,3	Azofarbstoff: 0,2

cps: Centipoise

Entsprechend der Figur wird die erfindungsgemäße Masse mittels einer klassischen Beschichtungsvorrichtung 1 angewendet. Ein Holzelement 2, das verschlossen und geglättet werden soll, wird auf ein Transportband 3 gebracht, welches es unter der Vorrichtung 1 durchführt.

Diese letztere weist zwei nebeneinander angeordneten Walzen auf, die erste, im Sinne des Laufes des Bandes 3, ist die Auftragwalze 4, und die zweite ist die Glättwalze 5, wobei die beiden Walzen eine gegenläufige Drehrichtung aufweisen, wie das in der Figur durch Pfeile angedeutet ist.

Die Masse 6 wird auf die Auftragwalze gebracht, und die Menge der auf das Holzelement 2 aufgebrachten Masse wird, durch Laufen über die bestrichene Auftragswalze 4 mittels einer Dosierwalze

7 gesteuert, die an der Vorrichtung 1 vorgesehen ist, und die sich in entgegengesetzter Richtung zur Auftragswalze 4 dreht, wie dies in der Figur durch die Pfeile angedeutet ist.

Nach dem Glätten wird das Holzelement 2 unter eine UV-Lampe

8 gebracht, wo die Masse augenblicklich trocknet.

Claims (9)

1. Masse zum Verschließen und/oder Glätten eines Basismaterials, das an seiner Oberfläche Unregelmäßigkeiten wie Löcher, Risse und Unebenheiten aufweist, wobei die Masse unter der Einwirkung eines äußeren physikalischen Mittels, wie beispielsweise einer UV-Strahlung härten kann, und die ein Bindemittel, ein im Bindemittel dispergiertes Füllmaterial, das zumindest einen Bestandteil, ausgewählt aus einem inerten festen Material, einer Farbe und einem Pigment enthält, sowie einen Photopolymerisationsstarter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel photochemisch polymerisierbar und insbesondere photochemisch vernetzbar ist, und das bei relativ geringer Schichtdicke quasi augenblicklich polymerisieren kann.

2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel photochemisch polymerisierbare, insbesondere photochemisch vernetzbare Oligomere enthält, wobei die Oligomeren zumindest zwei funktionelle Gruppen aufweisen.

3. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die funktioneilen Gruppen der Oligomeren aus den acrylischen, den vinylischen und den ungesättigten Estergruppen ausgewählt sind.

4. Masse nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oligomeren aus den Acrylaten, den Epoxy-Acrylaten, den Polyether-Acrylaten, den Polyester-Acrylaten und den ungesättigten Polyurethanen ausgewählt sind.

5. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile des Füllmaterials Partikel sind, die zusammen gesehen eine solche Menge an Energie durchlassen, die zumindest gleich derjenigen ist, die für den Photopolymerisationsstarter notwendig sind, um eine Aktivierung der Polymerisation des Bindemittels in reichlichem Maße zu ermöglichen.

6. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Photopolymerisationsstarter des photochemisch polymerisierbaren Harzes einen Photoinitiator, ausgewählt aus den Benzoinderivaten, aufweist.

7. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Starter einen Co-Initiator, ausgewählt aus den tertiären Aminen, aufweist.

8. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Starter einen Photosensibilisator, vorzugsweise ausgewählt aus Benzophenon, Thioxanthon und deren entsprechenden Derivaten, aufweist.

9. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil an Bindemittel zwischen 5 und 95 % des Gewichts der Endzusammensetzung beträgt.