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Dokumentenidentifikation DE4206021C2 19.12.1996
Titel Verfahren zur Herstellung von furnierten Formpreßteilen
Anmelder Votteler Lackfabrik GmbH & Co. KG, 70825 Korntal-Münchingen, DE
Vertreter E. Wolf und Kollegen, 70193 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 27.02.1992
DE-Aktenzeichen 4206021
Offenlegungstag 02.09.1993
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 19.12.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.12.1996
IPC-Hauptklasse B27K 5/02
IPC-Nebenklasse B27D 1/08   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von furnierten Formpreßteilen, bei welchem ein Träger, mehrere Zwischenfurniere und ein Deckfurnier mittels Leim, vorzugsweise in Form zwischengelegter Leimfolien unter Ausübung eines Drucks von mehr als 200 N/cm² bei einer Temperatur von mehr als 120°C in einer Formpresse unter Bildung eines Rohformteils miteinander verbunden werden, bei welchem das Deckfurnier gebleicht und/ oder gefärbt, gekittet, geschliffen sowie mit einer Isolier- und/oder Lackschicht versehen, und das Formteil nachfolgend ggf. zugeschnitten wird.

Bei der Herstellung von furnierten Formpreßteilen dieser Art werden üblicherweise weniger wertvolle Hölzer mit einem Deckfurnier aus Edelholz versehen. Zur Herstellung des Rohformteils werden meist unbehandelte rohe Furniere verwendet, die erst nach dem Formpressen einer Oberflächenbearbeitung unterzogen werden. Nach dem Kitten und Schleifen wird das Deckfurnier des Rohformteils zunächst beispielsweise mit Wasserstoffperoxid gebleicht, um instabile Holzfarben zu zerstören und dadurch eine spätere Verfärbung des Furniers im Zeitablauf zu verhindern. Durch das Bleichen wird eine helle Holzfarbe erzeugt, die in einem sehr viel weiteren Spektrum eingefärbt werden kann, als dies bei dunklem Holz der Fall wäre. Der eigentliche Bleichvorgang mit Ausgasen von Restsauerstoff benötigt zwei bis drei Tage bei Temperaturen nicht unter 20°C und einer relativen Luftfeuchte von 40 bis 70%. Bei dem bekannten Verfahren müssen also die vorgefertigen Rohformteile einem kombinierten Bleich-, Konditionier- und Trocknungsvorgang unterzogen werden, was wegen der benötigten langen Zeit als nachteilig angesehen wird. Wird dagegen nicht lange genug mit dem Bleichvorgang gewartet und/oder werden die genannten Umgebungsbedingungen nicht eingehalten, kann sich Restsauerstoff bilden, der z. B. zur Blasenbildung in den späteren Lackschichten führen kann.

In einem weiteren Verfahrensschritt werden die Rohformteile gebeizt und dabei die gewünschte Holzfarbe mit der geforderten Lichtechtheit erzeugt. Die Beize wird entweder gespritzt, geschwammt oder mit der Walze aufgetragen und anschließend unter Verdunstung der flüchtigen Bestandteile getrocknet, so daß nur noch der Farbstoff oder das Pigment der Beize auf der Oberfläche verbleibt. Auch der Beizvorgang ist relativ zeitaufwendig, wobei das Beizergebnis bei gleichem Farbauftrag je nach der verwendeten Holzsorte und Vorbehandlung recht unterschiedlich ausfallen kann.

Um ein Ausbluten der Beize zu verhindern und die Haftfestigkeit der nachfolgenden Lackschichten zum Untergrund zu verbessern, wird auf das gebeizte Deckfurnier eine Isolierschicht beispielsweise auf Polyurethan-Basis aufgebracht, die zusätzlich zur Verbesserung der Standfestigkeit der Oberfläche beiträgt.

Nach dem Trocknen und Härten der Isolierschicht, das mehrere Stunden dauern kann und daher eine Zwischenlagerung der Rohformteile erfordert, wird die Oberfläche mit Schleifpapier manuell oder maschinell geglättet und schließlich im Spritzverfahren vorzugsweise mit mehreren Lackschichten aus Klarlack oder transparent eingefärbtem Lack überzogen. Anstelle des Beizens kann nach dem Bleichen nach Auftragen einer ersten Imprägnier- oder Isolierschicht eine farbgebende Patinaschicht aufgetragen werden, deren Pigmente und Farbstoffe nicht in das Holz einziehen.

Aus der CH-PS 670 214 ist es bekannt, Furniere mit wäßrigen Färbelösungen unter Druck bei Temperaturen zwischen 100 und 140°C zu färben. Nach dem Färben werden die Furniere bei erhöhter Temperatur (z. B. 160°C) bis zu einer Restfeuchtigkeit von beispielsweise 12% getrocknet, bevor sie mit einem Träger verbunden werden.

Aus der DE-OS-17 03 877 ist es weiter bei einem Verfahren zur Herstellung von zwei- und mehrschichtigen Holzkörpern an sich bekannt, die Holzschichten mit einer Flüssigkeit, die unter der Einwirkung einer erhöhten Temperatur aushärtet, zu benetzen oder zu tränken. Die miteinander zu verbindenden Flächen und ggf. die Außenflächen werden nach dem Abtropfen überflüssiger Flüssigkeit im noch feuchten Zustand in gleichmäßiger Schicht mit feinteiligem, in der Flüssigkeit löslichem oder anquellbarem thermoplastischem Polymerisat, Mischpolymerisat oder Polymerisatgemisch belegt. Die derart vorbereiteten Schichten werden unter der Einwirkung erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck ausgesetzt und dabei unter Aushärten der polymerisierbaren organischen Verbindungen miteinander verbunden. Die auf diese Weise hergestellten Platten bestehen aus 100 Gewichtsteilen Furnier und 81,5 bis 156 Gewichtsteilen Polymerisat.

Schichtholz-Formpreßteile der eingangs angegebenen Art werden beispielsweise für die Innenverkleidung von Kraftfahrzeugen verwendet, finden aber auch bei Möbeln und Formholzteilen ihren Einsatz. Häufig werden für eine einheitliche Ausstattung mehrere Formteile mit möglichst gleichem Deckfurnier benötigt. Da in der Färbung und Struktur der Deckfurniere vielfältige Unterschiede bestehen können, passen zusammengehörige Teile häufig schlecht zueinander. Es erfordert daher viel Sortierzeit, um die zusammenpassenden Teile zu finden. Die Sortierzeit und die Furnierauswahl wirkt sich daher erheblich auf die Gestehungskosten aus.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das auch bei relativ geringen Rohfurnierqualitäten einen hohen Qualitätsstandard bei den fertigen Formpreßteilen erfüllt und eine vielfältige Färbemöglichkeit eröffnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Lösung geht von dem Gedanken aus, zeitaufwendige Verfahrensschritte, wie Bleichen und Färben in das Vorfeld der Furnierbehandlung zu verlegen und dadurch die Zahl der Behandlungsstufen nach dem Formpreßvorgang zu reduzieren. Um dies zu ermöglichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Deckfurniere chargenweise in einer wäßrigen Färbeflotte unter Überdruck bei einer Temperatur von 105 bis 115°C durchgefärbt, mit einem der Färbeflotte zugesetzten wasserlöslichen oder in Wasser dispergierbaren, bei Temperaturen oberhalb 115°C vollständig aktivierbaren Bindemittelharz behandelt, anschließend getrocknet und die auf diese Weise vorbehandelten Deckfurniere sowie die Zwischenfurniere mit dem bei einer Temperatur von mehr als 120°C unter gleichzeitigem Aus- oder Nachhärten des Bindemittelharzes in der Formpresse miteinander verbunden werden.

Zweckmäßig werden auch die Zwischenfurniere wie die Deckfurniere gefärbt und mit Bindemittelharz behandelt, bevor sie zusammen mit den Deckfurnieren unter Aus- oder Nachhärten des Bindemittelharzes formgepreßt werden.

Um die Färbemöglichkeiten zu verbessern und auch auf Modetrends bei der Farbgebung besser eingehen zu können, werden die Deckfurniere vor dem Färbevorgang in einer wäßrigen, wahlweise oxidativen oder reduktiven Bleichflotte, vorzugsweise unter Überdruck bei einer Temperatur von 105 bis 115°C gebleicht. Die Bleichintensität kann dabei nach Maßgabe der gewünschten Endfarbe gesteuert werden, und zwar über das verwendete Bleichmittel und Bleichverfahren (oxidativ oder reduktiv).

Die wäßrige Bleichflotte enthält als Bleichmittel vorteilhafterweise 0,5 bis 5 Gew.% Wasserstoffperoxid.

Als Bleichmittel können auch Natrium- bzw. Kaliumhypochlorit, Natriumperoxid oder Natriumbisulfit zum Einsatz kommen, und zwar abhängig davon, welches Furnierholz vorliegt, welche Bleichwirkung und welcher nachfolgende Färbefarbton erzielt werden soll.

Die auf diese Weise gebleichten Furniere können gruppenweise vorsortiert und weiterverarbeitet werden. Die Vorsortierung erfolgt also chargenweise bereits beim Färber und nicht mehr wie bisher beim Teilehersteller. Beim Färbevorgang können beliebige, in Wasser lösliche oder aufschlämmbare Farbstoffe mit der erwünschten Lichtechtheit eingesetzt werden. Bei dieser Art des Färbens erhält man zugleich eine ausreichende Gleichmäßigkeit in der Furniereinfärbung, die das spätere Sortieren sehr vereinfacht. Hinzu kommt, daß das Furnier bei diesen Verfahren vollständig durchgefärbt wird, so daß auch eine Oberflächenbearbeitung oder Beschädigung möglich ist, ohne daß andersfarbiges Holz nach außen hervortritt.

Bei den Zwischenfurnieren ist eine Bleichung vor dem Durchfärben grundsätzlich nicht erforderlich, da es hierbei nicht auf helle Farben und Lichtechtheit ankommt. Die Zwischenfurniere werden vielmehr mit einem dunklen, vorzugsweise schwarzen Farbstoff durchgefärbt, damit bei Kantenanschnitten oder Fensterausschnitten das bisher notwendige farbige Nachlackieren entfällt.

Die Behandlung der Deck- und Zwischenfurniere mit einem Bindemittel auf der Basis wasserverdünnbarer Harze hat die Aufgabe, den Farbstoff zu fixieren und in dem Holz zu verankern, die Farbechtheit und Wasserfestigkeit zu verbessern und das Holz zu verfestigen. Beim Färbeprozeß und beim anschließenden Lagern härtet das Bindemittel noch nicht vollständig aus. Die endgültige Aushärtung erfolgt vielmehr erst unter der Einwirkung von Temperatur und Druck im Zuge der Formverpressung.

Als Bindemittelharz werden zweckmäßig wasserlösliche oder in Wasser dispergierbare Harze aus der Gruppe der Harnstoffharze, Karbamidsäureharze, Melaminharze, Schellacke verwendet, die erst bei den Temperaturen des Formpreßvorgangs nachkondensieren oder nachpolymerisieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine Vorwärtsintegration aus der Sicht des Färbers dar: Der Färber übernimmt Bearbeitungsschritte, die bisher der Teilhersteller an den formgepreßten Rohformteilen vornehmen mußte. Gleichzeitig wird die Fertigungstiefe beim Formteilhersteller reduziert: Man erhält dort einen bedeutend schnelleren und rationelleren Verfahrensablauf, weil die zeitaufwendigen Bleich-, Beiz- oder Patiniervorgänge entfallen. Ausführungsbeispiele

Beispiel 1: Bleichen

In einem Autoklav wird eine wäßrige Bleichlösung mit 30 g/l 35%igem Wasserstoffperoxid angesetzt. Diese Bleichlösung wird zunächst auf 80 bis 90°C aufgeheizt.

Sodann wird eine Charge aus etwa 40 Edelholzfurnieren so in den Autoklav eingeführt, daß die Furniere vollständig von der Bleichlösung umspült werden. Nach Schließen des Autoklaven wird die Bleichlösung auf 105 °C erhitzt und ca. 1 Stunde lang unter entsprechendem Überdruck auf dieser Temperatur gehalten.

Nach dem anschließenden Abkühlen der Bleichlösung auf eine Temperatur unter 100°C und Entlüften des Autoklaven werden die Edelholzfurniere entnommen und getrocknet.

Beispiel 2: Färben der Deckfurniere

8 kg aus einer kommerziell erhältlichen wasserlöslichen Beize (Positiv-Effekt-Beize) werden in 100 l Wasser bei einer Temperatur von 80°C zusammen mit Additiven bis zur vollständigen Auflösung eingerührt. Zusätzlich werden 8 kg wasserlösliches Harnstoffharz als Bindemittel in die Farblösung eingerührt und die dabei entstehende Färbeflotte in einen Autoklaven gefüllt. In diese Färbeflotte wird eine Charge aus etwa 40 gebleichten Edelholzfurnieren so eingetaucht, daß die Furniere vollständig von der Färbeflotte umspült werden. Bei geschlossenem Autoklav wird die Färbeflotte anschließend auf 105°C erhitzt und ca. 1 Stunde lang unter entsprechendem Überdruck auf dieser Temperatur gehalten. Dabei werden die Edelholzfurniere gleichmäßig durchgefärbt und mit einem einheitlichen Farbaufzug versehen. Nach dem Abkühlen und Entlüften des Autoklaven werden die durchgefärbten und mit dem Bindemittelharz durchtränkten Furniere aus der Färbeflotte entnommen und getrocknet.

Eine Aushärtung des Bindemittels tritt dabei noch nicht ein.

Beispiel 3: Färben der Zwischenfurniere

Unbehandelte Furniere aus Rotbuche werden mit schwarzem Farbstoff (reaktiver Azo-Metallkomplex-Farbstoff) sowie einem Bindemittel auf Harnstoffharzbasis in einem Autoklaven auf 105°C erhitzt und ca. 1 Stunde lang unter entsprechendem Überdruck auf dieser Temperatur gehalten. Die durchgefärbten Furniere werden nach Abkühlen und Entlüften des Autoklaven entnommen und getrocknet.

Beispiel 4: Formpressen

Eine Gruppe von schwarz eingefärbten Zwischenfurnieren aus Rotbuche und ein in einer Holzfarbe eingefärbtes Edelholzfurnier werden nach entsprechendem Zuschnitt über Kreuz unter Zwischenlage von Leimfolien übereinandergelegt, mit einer Schutzfolie aus temperaturbeständigem Kunststoff versehen und in einer Formpresse bei einer Temperatur von ca. 150°C und einem Preßdruck von 300 N/cm² verformt und miteinander verbunden. Der Preßdruck und die Temperatur werden 3 Minuten lang aufrechterhalten. Dabei wird das Bindemittelharz auf den Furnieren durch Polymerisation ausgehärtet. Die Furnieroberfläche des so hergestellten Schichtholz-Formpreßteils wird anschließend gekittet, geschliffen und mit mehreren Lackschichten auf Polyesterbasis versehen.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von furnierten Schichtholz-Formteilen, bei welchem ein Träger, mehrere Zwischenfurniere und ein Deckfurnier mittels zwischengelegter Leimfolien unter Ausübung eines Drucks von mehr als 200 N/cm² und bei einer Temperatur von mehr als 120°C in einer Formpresse unter Bildung eines Rohformteils miteinander verbunden werden, bei welchem das Deckfurnier gebleicht und/oder gefärbt, gekittet und geschliffen sowie mit einer Isolier- und/oder Lackschicht versehen wird und bei welchem die vorgefertigen Formteile wahlweise zugeschnitten werden. Um auch bei geringen Rohfurnierqualitäten einen hohen Qualitätsstandard bei den fertigen Formteilen zu gewährleisten und den Verfahrensablauf zu optimieren, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Deckfurniere und/oder die Zwischenfurniere als solche chargenweise in einer wäßrigen Färbeflotte durchzufärben und mit einem der Färbeflotte zugesetzten wasserlöslichen Bindemittelharz zu behandeln und erst dann die zuvor getrockneten Deck- und Zwischenfurniere unter gleichzeitigem Aus- oder Nachhärten des Bindemittelharzes dem Formpreßvorgang zuzuführen. Eine weitere Verbesserung in dieser Hinsicht wird dadurch erzielt, daß die Deckfurniere als solche chargenweise in einer wäßrigen Bleichflotte gebleicht werden, bevor sie in der Färbeflotte durchgefärbt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Herstellung von furnierten Formpreßteilen, bei welchem ein Träger, mehrere Zwischenfurniere und ein Deckfurnier mittels Leim, vorzugsweise in Form zwischengelegter Leimfolien, unter Ausübung eines Drucks von mehr als 200 N/cm² bei einer Temperatur von mehr als 120°C in einer Formpresse unter Bildung eines Rohformteils miteinander verbunden werden, bei welchem das Deckfurnier gebleicht und/oder gefärbt, gekittet, geschliffen sowie mit einer Isolier- und/ oder Lackschicht versehen, und das Formteil nachfolgend ggf. zugeschnitten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckfurniere chargenweise in einer wäßrigen Färbeflotte unter Überdruck bei einer Temperatur von 105 bis 115°C durchgefärbt, mit einem der Färbeflotte mit einer Konzentration von 1 bis 20 Gewichtsprozent zugesetzten wasserlöslichen oder in Wasser dispergierbaren, bei Temperaturen oberhalb 115°C vollständig aushärtbaren Bindemittelharz behandelt, anschließend getrocknet und die auf diese Weise vorbehandelten Deckfurniere sowie die Zwischenfurniere unter gleichzeitigem Aus- oder Nachhärten des Bindemittelharzes in der Formpresse miteinander verbunden werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Zwischenfurniere, wie die Deckfurniere gefärbt und mit Bindemittelharz behandelt werden, bevor sie zusammen mit den Deckfurnieren unter Aus- oder Nachhärten des Bindemittelharzes formgepreßt werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckfurniere vor derer Farbbehandlung in einer wäßrigen, wahlweise oxidativen oder reduktiven Bleichflotte vorzugsweise unter Überdruck bei einer Temperatur von 105 bis 115°C gebleicht werden.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittelharz ein wasserlösliches oder in Wasser dispergierbares Harz aus der Gruppe Harnstoffharze, Karbiamidsäureharze, Melaminharze, Schellack, das erst im Zuge des Formpreßvorgangs durch Polykondensation oder Polymerisation aus- oder nachhärtet, verwendet wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenfurniere mit einer dunklen, vorzugsweise schwarzen Farbe durchgefärbt werden.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bleichflotte mit einer Wasserstoffperoxid-Konzentration von 0,5 bis 5 Gew.% verwendet wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Natrium- oder Kaliumhypochlorit, Natriumperoxid oder Natriumbisulfit enthaltende Bleichflotte verwendet wird.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als färbender Bestandteil der Färbeflotte eine Positiv-Effekt-Beize in einer Konzentration von 3 bis 15 Gew.% verwendet wird.






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