DE19529987A1 - Prodn. of highly abrasion resistant lacquer coatings - with wear-reducing agent, pref. metal oxide, applied before or after the lacquer - Google Patents
Prodn. of highly abrasion resistant lacquer coatings - with wear-reducing agent, pref. metal oxide, applied before or after the lacquerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung hochabriebfester Lackschichten auf festem Trägermate rial mittels Kunstharzlacken, wie Acrylatharz-, Polye sterharz- und Polyurethanharzlacken, die mit der an sich bekannten Technologie der UV-Vernetzung, der Elektronenstrahlhärtung, des Impuls-Strahl-Trocknungs verfahrens, der Ofen- oder Infrarottrocknung, der Lufttrocknung oder chemisch gehärtet werden.The invention relates to a method for manufacturing highly abrasion-resistant paint layers on a solid substrate rial by means of synthetic resin varnishes such as acrylic resin, polye Resin and polyurethane resin paints, which with the well-known technology of UV networking, the Electron beam curing, pulse-beam drying process, the oven or infrared drying, the Air drying or chemically hardened.
Für die Strapazierfähigkeit und damit den Gebrauchs wert von Lackschichten auf Holzoberflächen, Furnier, Kunststoff, Folien oder Platten unterschiedlicher Materialien ist die Abriebfestigkeit der Lackschicht von besonderer Bedeutung. For durability and thus use worth of varnish layers on wooden surfaces, veneer, Plastic, foils or sheets of different Materials is the abrasion resistance of the paint layer really important.
Am weitesten verbreitet ist es, in Abhängigkeit von Art, Intensität und Dauer der Nutzung der zu beschich tenden Materialien, ob z. B. für Arbeits- und Tisch platten, Zahltheken, Bäder und Vertäfelungen, Wohnzim mer, Tanzboden oder Sporthalle, eine mehr oder weni ger große Menge an Lack auf die betreffende Oberflä che aufzutragen. So werden durchschnittlich bei Furnier mit einer Stärke von 2 bis 5 mm etwa, 100 bis 500 g/m² Lack benötigt. Bei langen Nutzungs zeiträumen sind dann meist noch ein oder zwei Nachver siegelungen erforderlich.The most common is depending on Type, intensity and duration of use of the to be coated tendency materials, whether z. B. for work and table slabs, counters, bathrooms and paneling, living room mer, dance floor or sports hall, more or less large amount of varnish on the surface in question to apply. So on average Veneer with a thickness of about 2 to 5 mm, 100 to 500 g / m² of lacquer required. With long use periods are then usually one or two follow-ups seals required.
Dieses Verfahren zum Erzielen möglichst abriebfester Lackschichten ist mit relativ hohen Kosten für z. B. Echtholzfurniere und Folien sowie für den Lack auf grund der verhältnismäßig hohen Lackeinsatzmenge pro m² verbunden. Der hohe Lackverbrauch hat darüber hinaus Umweltbelastungen, bedingt durch die stärkere Emission an Lösungsmittel, zur Folge. Mit zunehmender Menge an aufgetragenem Lack verlieren außerdem die Holzmaserungen an Klarheit. Die Oberfläche wirkt mehr und mehr kunststoffartig. Abgesehen davon, daß dem Auftragen von immer mehr Lack Grenzen gesetzt sind, geht optisch der Holzeffekt zunehmend verloren.This method of achieving the most abrasion-resistant possible Lacquer coats are relatively expensive for e.g. B. Real wood veneers and foils as well as for the lacquer due to the relatively high amount of paint used per m² connected. The high paint consumption has it above in addition environmental pollution caused by the stronger Emission of solvent, as a result. With increasing The amount of applied varnish also lose that Wood grain for clarity. The surface looks more and more plastic-like. Apart from the fact that Applying more and more varnish limits are set optically the wood effect is increasingly lost.
Es ist auch bekannt, möglichst abriebfeste Oberflä chen durch Aufbringen eines Overlays herzustellen. Dieses Verfahren ist jedoch zumindest für Holzoberflä chen nicht praktikabel und erfordert zudem einen verhältnismäßig hohen Aufwand.It is also known to have the most abrasion-resistant surface Chen by applying an overlay. However, this procedure is at least for wooden surfaces not practical and also requires one relatively high effort.
Um verschleißfeste Lackschichten auf Furnier beliebi ger Stärke zu erhalten, ist es ferner bekannt, ver schleißhemmende Mittel, wie Korund, zunächst dem Lack beizumischen und etwa 100 bis 200 g/m² Lack mit eingerührtem verschleißhemmenden Mittel auf die betreffende Oberfläche aufzutragen, der dann nach bekannten Technologien ausgehärtet wird.Any wear-resistant lacquer layers on veneer ger to obtain strength, it is also known ver anti-wear agents such as corundum, first the paint add and add about 100 to 200 g / m² of varnish stirred anti-wear agent on the to apply the relevant surface, then the known technologies is cured.
Ein wesentlicher Mangel bei Einarbeitung verschleiß hemmender Mittel in den Lack besteht darin, daß der erreichbare Abriebwert an die Lackauftragsmenge gekoppelt ist und die Korngröße sowie die Art des verschleißhemmenden Mittels nicht frei variierbar sind. Die Menge dieser Stoffe bewegt sich dabei in relativ engen Grenzen, was eine wesentliche Einschrän kung bezogen auf die Lackauftragsmenge bei vorgegebe ner, d. h. angestrebter Verschleißfestigkeit bedeutet. Die bekannten technischen Lösungen erfordern daher einen verhältnismäßig hohen Materialeinsatz an Lack.A major defect in incorporation wear inhibiting agent in the paint is that the achievable abrasion value on the amount of paint applied is coupled and the grain size and the type of anti-wear agent not freely variable are. The amount of these substances moves in relatively narrow limits, which is a major limitation kung based on the amount of paint applied when specified Nerd. H. desired wear resistance means. The known technical solutions therefore require a relatively high use of paint.
Lacke, die Keramikteilchen oder dergleichen als ver schleißhemmendes Mittel enthalten, haben darüber hinaus den Nachteil, daß die mit der abrasiven Lack flotte in Kontakt kommenden Anlagenteile der Lackier straße, wie Auftragsaggregate (Walzen und Gießmaschi nen), Pumpen und Rohrleitungen, einem erhöhten Ver schleiß unterliegen. Um dies zu vermeiden, müssen die entsprechenden Anlagenteile aus verschleißfestem Material bestehen. Höhere Anschaffungs- und Unterhal tungskosten sind zumeist die Folge.Paints, the ceramic particles or the like as ver contain anti-wear agent have about it addition, the disadvantage that with the abrasive paint quick contact of the paint system road, such as application units (rollers and casting machine nen), pumps and pipes, an increased ver subject to wear. To avoid this, the corresponding system parts made of wear-resistant Material. Higher purchase and maintenance maintenance costs are usually the result.
Außerdem können Verfärbungen der verwendeten Lacke auftreten. Der Lack muß darüber hinaus permanent umgewälzt werden, um ein Absetzen der beigefügten verschleißhemmenden Mittel zu verringern, wobei trotz allem eine gleichmäßige Abriebfestigkeit der Lack schicht in der Regel nicht erzielbar ist.In addition, discoloration of the paints used can occur occur. The paint must also be permanent be circulated to settle the attached to reduce anti-wear agents, despite all a uniform abrasion resistance of the paint layer is usually not achievable.
Ferner muß der Lack nach der Zugabe von abrasiven Zuschlagstoffen mehr oder weniger stark modifiziert werden, um eine Verarbeitung mittels der dargelegten Techniken überhaupt zu ermöglichen. Furthermore, the varnish must be added after the addition of abrasive Aggregates more or less modified to be processed by means of the To enable techniques at all.
Bei Verwendung hochviskoser Formulierungen - bis hin zu Pasten bei der Imprägnierung von Papierbahnen - wird das Problem des Absetzens zwar minimiert. Aller dings sind Herstellung und Applikation der hochvisko sen Formulierungen und der Pasten ebenfalls mit gra vierenden Nachteilen verbunden. Der Auftrag z. B. der Pasten erfolgt im allgemeinen mit sogenannten Drahtra keln, die gleichfalls einem starken Verschleiß unter worfen sind, was wiederum zu nachteiligen Veränderun gen der Auftragsmenge führt.When using highly viscous formulations - right up to pastes in the impregnation of paper webs minimizes the problem of weaning. Everything However, the manufacture and application of the high viscosity formulations and the pastes also with gra associated disadvantages. The order z. B. the Pastes are generally made with so-called wire trata celn, which is also subject to heavy wear are thrown, which in turn leads to disadvantageous change leads to the order quantity.
Auch die Verwendung von Luftbürsten, die das Ver schleißproblem mindert, ist mit spezifischen Nachtei len verbunden. Diese äußern sich zum Beispiel in Oberflächenmängeln.The use of air brushes, which ver wear problem, is with specific night-time len connected. These are expressed, for example, in Surface defects.
Bekannt ist es auch, gegen Abnutzung widerstandsfähi gere Lackschichten durch Elektronenstrahlhärtung zu erzeugen. Dieses Verfahren kann zwar bei geringeren Lackaufträgen als sie ohne Beimischung von verschleiß hemmenden Mitteln sonst notwendig sind, angewendet werden. Es erfordert jedoch eine komplizierte Techno logie und kostenintensive Ausrüstungen. Das Verfahren setzt die Abwesenheit von Sauerstoff voraus und verlangt daher eine Inertgastechnologie. Durch die bei der Elektronenstrahlhärtung auftretende stark ionisierende Strahlung sind zur Abschirmung des gesam ten Strahlenbereiches außerdem aufwendige Arbeits schutzmaßnahmen unerläßlich. Die so erreichbaren Ab riebwerte sind jedoch nur begrenzt variierbar.It is also known to be resistant to wear more layers of paint due to electron beam hardening produce. This method can be used at lower Paint jobs than they do without adding wear inhibiting agents are otherwise necessary applied will. However, it requires a complicated techno logic and costly equipment. The procedure assumes the absence of oxygen and therefore requires inert gas technology. Through the strong occurring in electron beam hardening Ionizing radiation is used to shield the whole radiation area also requires laborious work protective measures essential. The Ab However, the friction values can only be varied to a limited extent.
Abrasive Stoffe können darüber hinaus auch mittels dem aus der Schleifmittelherstellung bekannten elek trostatischen Verfahren auf Warenbahnen aufgebracht werden. Dieses Verfahren ist jedoch sehr kosteninten siv und erfordert ebenfalls eine Vielzahl aufwendiger Arbeitsschutzmaßnahmen.Abrasive substances can also be used the elek known from the production of abrasives trostatic processes applied to webs will. However, this process is very expensive siv and also requires a variety of complex Occupational health and safety measures.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem mit verhältnismäßig geringem Aufwand an Material, Vorrichtungen und dergleichen eine abriebfestere Lackschicht auf festen Oberflächen unterschiedlicher Trägermaterialien aufge bracht werden kann.The object of the invention is therefore to provide a method for To make available with the proportionately low expenditure on material, devices and the like a more abrasion-resistant paint layer on solid Surfaces of different carrier materials can be brought.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteil hafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 8.According to the invention, the object is achieved by a method solved according to the features of claim 1. Advantage clumsy refinements of the method result from the features of claims 2 to 8.
Durch das vorliegende Verfahren entfallen die bisher übliche Zugabe des verschleißhemmenden Mittels in den Lack sowie das ständige Rühren, um eine gleichmäßige re Verteilung dieses Mittels im Lack zu erreichen. Auch das während des Bearbeitungsvorganges sonst not wendige Rühren, um ein Absetzen des verschleißhemmen den Mittels zu verringern, ist nicht mehr erforder lich. Neben den damit verbundenen Kosteneinsparungen besteht ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfin dungsgemäßen Verfahrens darin, daß Lack und ver schleißhemmendes Mittel in größeren Mengengrenzen variierbar sind und dadurch wesentliche Einsparungen an Lack, verbunden mit einer geringeren Umweltbela stung, erzielt werden können. Ein besonders unter ökologischem Aspekt sowie kostenmäßig zu sehender Vor teil des vorliegenden Verfahrens besteht außerdem darin, daß deutlich geringere Lackträgerschichten genügen.The present method eliminates the previously usual addition of the anti-wear agent in the Varnish as well as constant stirring to ensure an even to achieve re distribution of this agent in the paint. This is also otherwise necessary during the machining process agile agitation to stop wear It is no longer necessary to reduce the means Lich. In addition to the associated cost savings there is another major advantage of the inventor method according to the invention in that paint and ver anti-wear agent in larger quantity limits are variable and thus significant savings of paint, combined with a lower environmental impact stung, can be achieved. A particularly under ecological aspect as well as costs to be seen part of the present procedure also exists in the fact that significantly lower paint carrier layers are enough.
Überraschend hat sich nun gezeigt, daß die gemäß dem vorliegenden Verfahren hergestellten Lackschichten im Vergleich zum nächstliegenden Stand der Technik nicht nur eine wesentlich höhere Abriebfestigkeit aufwei sen, sondern diese höhere Abriebfestigkeit über die gesamte beschichtete Fläche verhältnismäßig gleich ausgebildet ist. Der nach den bekannten Verfahren bei mechanischer Beanspruchung sonst zu beobachtende un gleichmäßige Lackschichtabtrag wird dadurch weitge hend vermieden.Surprisingly, it has now been shown that according to the present process produced paint layers in Not compared to the closest prior art only a much higher abrasion resistance sen, but this higher abrasion resistance over the entire coated area is relatively the same is trained. According to the known methods mechanical stress otherwise observable un uniform removal of paint layer is thereby widespread avoided.
Von besonderem Vorteil des erfindungsgemäßen Verfah rens ist, daß es zur Beschichtung fester Trägermate rialien unterschiedlicher Art, wie mitteldichte und hochdichte Faserplatten, Sperrholzplatten, Spanplat ten, Holzwerkstoffe, Parkett sowie verleimtes oder un verleimtes Massivholz anwendbar ist. Es kann auch zum Lackieren von mit Furnier, Kunststoffolie oder Papier beschichtetem festen Trägermaterial eingesetzt wer den.Of particular advantage of the inventive method rens is that it is used to coat solid substrates materials of various types, such as medium density and high density fibreboard, plywood, chipboard ten, wood materials, parquet as well as glued or un glued solid wood is applicable. It can also be used for Varnishing with veneer, plastic film or paper coated solid support material who used the.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemä ßen Verfahrens ist, daß es entsprechend den Ver schleißanforderungen eine genaue Einstellung der Ab riebfestigkeit durch exakte Mengendosierung der ver schleißhemmenden Mittel ermöglicht.Another significant advantage of the invention ßen procedure is that it according to Ver wear requirements an exact setting of the ab abrasion resistance through exact quantity dosing of ver anti-wear agents.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens sieht Variationen der Auf tragsmenge an verschleißhemmendem Mittel über die Bahnbreite des Trägermaterials vor, so daß bei glei chem Aufbau des Untergrundes und bei optimalem Mate rialeinsatz sektoral unterschiedliche Abriebfestig keiten entsprechend den jeweiligen Verschleißanforde rungen gezielt ereichbar sind.A particularly advantageous embodiment of the inventions The method according to the invention sees variations on the amount of wear-resistant agent over the Web width of the carrier material before, so that at gl chem structure of the surface and with optimal mate different abrasion resistance in accordance with the respective wear requirements can be specifically reached.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können als ver schleißhemmende Mittel Metalloxide bekannter Art, wie Aluminiumoxid und/oder Siliziumdioxid, aufgetragen werden. Derartige verschleißhemmende Mittel sind bekannt und können bezogen werden.With the inventive method can ver anti-wear agents metal oxides of known type, such as Aluminum oxide and / or silicon dioxide, applied will. Such anti-wear agents are known and can be obtained.
Besonders vorteilhafte Ausführungsformen des Verfah rens sehen vor, daß das verschleißhemmende Mittel eine Teilchengröße im Bereich von 3,5 µm bis 56 µm aufweist und in einer Menge von 3 g/m² bis 30 g/m², vorzugsweise von 15 g/m², auf die zu lackierende Ober fläche aufgestreut wird. Die Bestimmung der Korngrö ßenverteilung erfolgt nach dem FEPA-Standard 42-D-1984, Teil 3.Particularly advantageous embodiments of the method rens provide that the anti-wear agent a particle size in the range from 3.5 µm to 56 µm and in an amount of 3 g / m² to 30 g / m², preferably of 15 g / m², on the surface to be painted area is sprinkled. The determination of the grain size External distribution is based on the FEPA standard 42-D-1984, part 3.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens erfolgt das Auftragen des verschleißhemmenden Mittels in Abhängigkeit von der Art des Lackauftrages bei einer Vorschubgeschwindig keit von 1 m/min bis 140 m/min.According to a further advantageous embodiment of the present method, the application of the anti-wear agent depending on the Type of paint application at a feed rate speed from 1 m / min to 140 m / min.
Durch Aufstreuen auf die klebrige Lackoberfläche wird eine exakte Fixierung der Verteilung des verschleiß hemmenden Mittels erzielt und werden produkt- oder anlagenbedingte Verwehungen vermieden.By sprinkling on the sticky paint surface an exact fixation of the distribution of wear inhibiting agent achieved and become product or system-related drifts avoided.
Die zu beschichtende Oberfläche des Trägermaterials kann in üblicher Weise vor dem Aufstreuen des ver schleißhemmenden Mittels angeschliffen werden.The surface of the substrate to be coated can in the usual way before sprinkling the ver anti-abrasive agents are ground.
Besonders vorteilhaft ist es, nach dem Aufbringen des Lackes und des verschleißhemmenden Mittels sowie der erfolgten Härtung nochmals oder mehrmals Lack oder ab wechselnd Lack und das verschleißhemmende Mittel, ge gebenenfalls bei jeweiliger Härtung und jeweiligem Zwischenschliff, aufzutragen. It is particularly advantageous to apply the Varnish and the wear-resistant agent as well as the curing or varnish or off changing varnish and the anti-wear agent, ge if necessary with the respective hardening and each Intermediate sanding to apply.
Der Lack kann auf bekannte Weise gewalzt, gegossen oder gespritzt werden.The paint can be rolled, poured in a known manner or be injected.
Im folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren an Versuchen näher erläutert werden:The process according to the invention is intended to be described below Experiments are explained in more detail:
Als Trägermaterial kamen HWS-Platten sowie mittel- und hochdichte Faserplatten zum Einsatz, die auf der Oberseite jeweils mit einem Furnier (Erle und Eiche) belegt waren. Als Gegenzug wurde ein wasserundurchläs siges Papier verwendet. Diese Furniere erhielten zunächst einen Holzschliff mittels zweier Querbänder 120/150er Korn und zweier Längsbänder 150/180er Korn. Anschließend wurden 40 g/m² UV-Lack als Grundlack gewalzt aufgetragen und eine UV-Zwischenhärtung vorge nommen. Nach einem Zwischenschliff (ein Längsband 400er Korn) wurden weitere 35 g/m² Grundlack aufgetra gen. Unter Einsatz einer auf dem Markt erhältlichen Präzisionsstreumaschine wurde danach Aluminiumoxid pulver als verschleißhemmendes Mittel aufgestreut. Die Streumaschine war dabei so eingestellt, daß der Abstand zwischen Streukopf und Plattenoberfläche im Bereich von 10 mm bis 300 mm lag. Hervorzuheben ist hier, daß sich dieser Bereich als günstig für die Ver meidung ungewollter Verwirbelungen und von Überschüt tungen des verschleißhemmenden Mittels erwiesen hat. Die Arbeitsbreite betrug 1300 mm.The backing material came from cervical panels as well as medium and high density fiberboard used on the Top side with a veneer (alder and oak) were occupied. In return, it was impermeable to water paper used. Got these veneers first a sanding using two cross belts 120/150 grain and two longitudinal belts 150/180 grain. Then 40 g / m² UV varnish was used as the base coat applied rolled and pre-UV intermediate curing taken. After an intermediate sanding (a longitudinal band 400 grain) a further 35 g / m² base coat was applied using one available on the market Precision spreading machine then became aluminum oxide powder sprinkled as a wear-resistant agent. The spreader was set so that the Distance between spreading head and plate surface in Range from 10 mm to 300 mm. It should be emphasized here that this area is favorable for the United States avoid unwanted turbulence and excess has proven the anti-wear agent. The working width was 1300 mm.
Bei den einzelnen Versuchen wurde als verschleißhem mendes Mittel Al₂O₃ in g/m² in den Verhältnissen 2 (Versuch I) : 3 (Versuch II) : 4 (Versuch III) aufge tragen. Zum Einsatz kam dabei das Aluminiumoxid-Pul ver Rhinalux EW F 240 MO 7809 HCST der Firma HC Starck. In the individual tests, wear-resistant averaging agent Al₂O₃ in g / m² in the proportions 2 (Experiment I): 3 (Experiment II): 4 (Experiment III) opened carry. The aluminum oxide pul was used ver Rhinalux EW F 240 MO 7809 HCST from HC Starck.
Nach dem Aufstreuen des verschleißhemmenden Mittels erfolgten eine UV-Zwischenhärtung und ein weiterer Walzauftrag von 35 g/m² des genannten Grundlackes, eine nochmalige UV-Zwischenhärtung und danach ein Zwischenschliff mit einem Längsband 400er Korn. Anschließend wurden 10 g/m² Endlack aufgetragen und erfolgte die UV-Aushärtung der gesamten Lackschicht.After sprinkling the anti-wear agent there was an intermediate UV curing and another Roll application of 35 g / m² of the base coat mentioned, another UV intermediate curing and then on Intermediate sanding with a longitudinal belt of 400 grit. Then 10 g / m² of final varnish were applied and the entire paint layer was UV-cured.
Die genannten Versuche wurden bei einer Vorschubge schwindigkeit von 16 m/min durchgeführt.The experiments mentioned were carried out with a feed speed of 16 m / min.
Die auf diese Weise lackierten Oberflächen der HWS- und Faserplatten wurden in ihrem Verhalten gegenüber Abriebbeanspruchung, Kratzbeanspruchung und Stoßbean spruchung geprüft. Die Prüfungen erfolgten in Anleh nung an die DIN EN 438. Die dabei erzielten Ergebnis se sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:The surfaces of the cervical and lacquered in this way Fiberboard were compared in their behavior Abrasion, scratch and shock loads checked. The examinations were based on to DIN EN 438. The result achieved These are summarized in the following table:
Weitere Versuche mit HWS- und Faserplatten, die mit Furnier aus Esche, Kiefer, Birke oder Kirsche belegt waren, führten zu vergleichbaren positiven Ergebnis sen.Further trials with cervical and fiberboard using Ash, pine, birch or cherry veneer led to comparable positive results sen.
Claims (8)
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DE1995129987 DE19529987A1 (en) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | Prodn. of highly abrasion resistant lacquer coatings - with wear-reducing agent, pref. metal oxide, applied before or after the lacquer |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |