[0001] Die Erfindung betrifft eine Imprägnierharz-Zusammensetzung sowie eine Harzbeschichtung.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Imprägnat enthaltend die Imprägnierharz-Zusammensetzung.
Ferner betrifft die Erfindung ein Laminat enthaltend eine Harzbeschichtung sowie Verfahren
zu deren Herstellung. Ferner betrifft die Erfindung auch die Verwendung der Imprägnierharz-Zusammensetzung
in der Holzwerkstoff-, Imprägnat- und/oder Laminatherstellung oder die Verwendung
der Harzbeschichtung in der Holzwerkstoff und/oder Laminatherstellung.
[0002] Imprägnierharze werden vor allem für Laminate und/oder Imprägnate in der holz- und
papierverarbeitenden Industrie verwendet. "Imprägnierharz", wie hier verwendet, ist
dabei gleichbedeutend mit dem vom Fachmann ebenfalls benutzten Ausdruck "Tränkharz".
Imprägnierharze dienen zum Imprägnieren, Tränken und/oder Beschichten von Trägermaterialien
wie beispielsweise von Dekorpapieren oder Holzwerkstoffen bei der Laminatherstellung.
Imprägnierharze können von dem Trägermaterial ganz oder teilweise aufgesogen und/oder
in Form einer Schicht auf oder in diesem vorliegen. Ein Beispiel für ersteres ist
ein imprägniertes Overlaypapier, ein Beispiel für letzteres ist ein sogenanntes Flüssig-Overlay.
[0003] Imprägnierharze finden vor allem in der Laminatherstellung Anwendung. Laminate, wie
sie beispielsweise als Fußbodenpaneele oder in der Möbelherstellung verwendet werden,
weisen üblicherweise einen schichtweisen Aufbau auf, wobei die oberste Schicht meist
aus einer Schicht, die ein Imprägnierharz enthält, besteht. Typischerweise werden
für diese obersten Laminatschichten Imprägnate, wie Overlay- oder Dekorpapiere, die
mit einem Imprägnierharz imprägniert sind verwendet. Die oberste Schicht kann eine
eigens aufgetragene Schicht Imprägnierharz, beispielsweise in Form eines sogenannten
Flüssig-Overlays, sein. Overlaypapier und Flüssig-Overlay Schichten dienen dem Schutz
der Oberfläche vor äußeren Einflüssen wie Abnutzung und Verkratzung. Neben diesen
mechanischen Eigenschaften müssen Imprägnierharze, dadurch dass sie als oberflächlichste
Schicht aufgetragen werden, höchsten optischen Anforderungen, vor allem die Transparenz
betreffend, genügen. Oftmals befindet sich vom Endbenutzer aus betrachtet unterhalb
des Imprägnierharzes das eigentliche Dekor des Laminats, welches uneingeschränkt sichtbar,
gleichmäßig und farbecht erscheinen soll.
[0004] Die wirtschaftlich bedeutendsten Imprägnierharze sind Aminoplastharze und dort insbesondere
die Melamin-Formaldehyd-Harze. Aminoplastharze sind sehr vielseitige Kunststoffe,
die in den unterschiedlichsten Zusammensetzungen und Formen eingesetzt werden. Dem
in der holz- und papierverarbeitenden Industrie tätigen Fachmann sind Aminoplastharze
neben dem Imprägnieren, Tränken und/oder Beschichten von Oberflächen vor allem auch
als Leime, z.B. für die Spanplattenherstellung, allgemein bekannt Wiederum gänzlich
andere Aminoplastharze kommen bei der Herstellung von Formkörpern aus Hartplastik,
beispielsweise Melamin-Kochgeschirr, zum Einsatz. Aminoplastharze bzw. Aminoplaste
werden in "
Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie", 4. Auflage, 1974, im Kapitel "Aminoplaste"
in Band 7 oder in "
Holzwerkstoffe und Leime" von Dunky und Niemz, 1. Auflage, 2002, in Band I, Teil II,
Kapitel 1 beschrieben. Unter dem Begriff Aminoplaste versteht man allgemein Kondensationsprodukte,
die durch Umsetzung einer Carbonylverbindung, in der Praxis meist Formaldehyd, mit
einer Amino-, Imino- oder Amidgruppen enthaltenden Komponente erhalten werden.
[0005] Bei den in der holz- und papierverarbeitenden Industrie als Imprägnierharz verwendeten
Aminoplastharzen handelt es sich häufig um Aminoplast-Vorkondensate, deren Methylolgruppen
unverethert oder mit Alkoholen teilweise verethert sind. Wirtschaftlich am bedeutendsten
sind in diesem Zusammenhang Harnstoff-Melamin-Formaldehyd-Harze sowie Melamin-Formaldehyd-Harze.
Insbesondere bei den oben erwähnten, als oberste Schicht in der Laminatherstellung
verwendeten Imprägnierharzen kommen wegen der hohen mechanischen und optischen Anforderungen
vornehmlich Melamin-Formaldehyd-Harze zum Einsatz.
[0006] Melamin-Formaldehyd-Harze sowie deren Herstellung bzw. Kondensation oder Aushärtung
sowie Modifizierungen sind dem Fachmann allgemein bekannt und in "
Holzwerkstoffe und Leime" von Dunky und Niemz, 1. Auflage, 2002, in Band I, Teil II,
Kapitel 1 beschrieben. Melamin-Formaldehyd-Harze werden aus Melamin und Formaldehyd unter Verwendung
von Härtern hergestellt. Als Zwischenprodukt werden Hydroxymethylolmelamine (Hexamethylolverbindungen)
durch Addition von Formaldehyd an Melamin in Suspensionen oder wässriger Lösung gewonnen.
Je nach Menge an Formaldehyd bilden sich Tri- bis hin zu Hexa-Hydroxymethylolmelamine.
Diese Reaktionsschritte sind schematisch in dem folgenden Reaktionsschema 1 dargestellt:

[0007] Diese Vorstufen sind lagerfähig und werden - wie auch weiter fortgeschrittene Kondensationsstufen
(siehe unten) - vom Fachmann auch als "Vorkondensate" bezeichnet.
[0008] Unter Druck und/oder erhöhter Temperatur erfolgt ausgehend von den Vorkondensaten
eine weitere (oder auch bereits die vollständige) Kondensation bzw. Aushärtung des
Aminoplasts. Diese kann abhängig von Druck und/oder Temperatur stufenweise erfolgen,
so dass sich eine weitere Vorkondensatmischung bilden kann, die dann sowohl obige
Hydroxymethylolmelamine also auch bereits (teil)-ausgehärtetes Melamin-Formaldehyd-Harz
enthält. Die Kondensationsreaktionen führen zur Verknüpfung der Monomere über Ether-
und Methylengruppen. Bei vollständiger Kondensation bzw. Aushärtung bildet sich ein
engmaschig über Methylengruppen vernetzter Kunststoff. In Schema 2 ist beispielhaft
ein vernetztes Melamin-Formaldehyd-Harz dargestellt, wobei die gestrichelten Linien
die Fortsetzung des Makromoleküls andeuten.

[0009] Aminoplaste werden in der Regel im wässrigen Medium hergestellt.
[0010] An Laminate, egal ob im Fußboden- oder Möbelbereich, und an die zu ihrer Herstellung
verwendeten Imprägnierharze werden hohe Anforderungen gestellt. Diese sind beispielsweise
in der DIN EN 13329 wiedergeben. Laminate müssen daher nicht nur gute Eigenschaften
hinsichtlich ihrer Weiterverarbeitung aufweisen, sondern müssen aufgrund ihrer starken
Beanspruchung, vor allem als Fußboden, an ihrer Oberseite eine hervorragende Kratz-
und Abriebfestigkeit aufweisen. Diese ist beispielsweise in DIN EN 13329 festgelegt
und kann mittels eines modifizierten Martindale Tests, einem genormten Prüfverfahren
zur Bestimmung der Mikrokratzbeständigkeit bei Laminatböden (DIN EN ISO 12947:04/1999
bzw. IHD W-445, Version Mai 2007), bestimmt werden. Um die Oberflächenbeständigkeit
von Laminat und/oder Holzwerkstoffen zu erhöhen, ist es bekannt, die Dekor- und/oder
Overlaypapiere bzw. die Oberfläche des Holzwerkstoffs noch mit einer eigens aufgetragenen
Schicht, beispielsweise in Form eines sogenannten transparenten Flüssig-Overlays oder
Overlayfilms, zu beschichten.
[0011] Weitere Anforderungen an die oberste Schicht des Laminats, die üblicherweise Imprägnierharz
enthält oder hieraus besteht, sind die oben bereits beschriebenen optischen Eigenschaften,
wie hohe Transparenz, Licht- und Farbechtheit, optische Güte sowie gewollte optische
Effekte wie Glanz oder Mattheit der Oberfläche.
[0012] Die gleichzeitige Erfüllung dieser mechanischen (z.B. Härte, Abriebfestigkeit, Kratzfestigkeit
und/oder Abnutzungsbeständigkeit) und optischen Anforderungen ist bei der Wahl des
Imprägnierharzes eine große Herausforderung. In der Praxis werden diese noch am besten
von auf Melamin-Formaldehyd-Harz basierenden Imprägnierharz-Zusammensetzungen erzielt,
die als weitere Komponenten Netzmittel, Trennmittel und Härter enthalten.
[0013] Diese Art hochqualitative Imprägnierharz-Zusammensetzungen, enthaltend Melamin-Formaldehyd-Harz,
Netzmittel, Trennmittel und Härter, weiter zu verbessern, ist Gegenstand der vorliegenden
Erfindung. Derartige Imprägnierharz-Zusammensetzungen werden nachfolgend auch "gattungsgemäße
Imprägnierharz-Zusammensetzungen" genannt.
[0014] Gattungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzungen, wie sie vornehmlich bei der Laminat-
oder Imprägnatherstellung eingesetzt werden, unterscheiden sich folglich in ihrer
chemischen Zusammensetzung sowie ihren Eigenschaften und Anforderungen deutlich von
anderen Aminoplastharzen, wie sie unter anderem in Leimen, Farben oder Hartplastik-Polymermischung,
beispielsweise Melaminplastik für Kochgeschirr, eingesetzt werden.
[0015] Gattungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzungen, wie hier verwendet, weisen immer
als zwingende Bestandteile Melamin-Formaldehyd-Harz, Netzmittel, Trennmittel und Härter
auf. Hierdurch unterscheiden sich die gattungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzungen
schon rein chemisch von Melaminharzplastik und auch aminoplastbasierenden Leimen,
welche keine Kombination aus Netzmittel, Trennmittel und Härter enthalten. Die typischen
Melaminharz-basierten Leime oder Melaminharz-Plastikwerkstoffe weisen auch nicht die
für die bei der Laminat- oder Imprägnatherstellung zum Einsatz kommenden Imprägnierharze
erforderlichen mechanischen und optischen Eigenschaften auf.
[0016] Im Stand der Technik lag der Fokus bei gattungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzungen
bislang auf der Optimierung der optischen und mechanischen Oberflächeneigenschaften.
Eine Oberflächeneigenschaft, die bei Imprägnierharzen bislang zum einen keine große
Rolle gespielt hat, für die der Stand der Technik aber auch keine zufriedenstellende
Lösung bereitstellt, sind antimikrobielle Eigenschaften.
[0017] Grundsätzlich besteht jedoch eine hohe Nachfrage an Oberflächen mit antimikrobiellen
Eigenschaften. Dies gilt sowohl für Laminate, die im Fußboden- und/oder Möbelbereich
eingesetzt werden als auch für solche, die in Bereichen eingesetzt werden, an die
höhere hygienische Anforderungen gestellt werden. Speziell für stark beanspruchte
Oberflächen mit erhöhten hygienischen Anforderungen, z.B. im medizinischen und öffentlichen
Bereich, aber auch in Laboratorien, Küchen sowie im Sanitär- und Wohnbereich sind
antimikrobielle Oberflächen im Hinblick auf die Gesundheit und Lebensqualität der
Benutzer wünschenswert und können helfen, Kontaminationen und Infektionen zu vermeiden.
Dies trifft auch für besondere Feuchtigkeit ausgesetzten Oberflächen, z.B. in Dach-,
Keller- oder Wandbereichen, zu.
[0018] Vor diesem Hintergrund ist es erstrebenswert, verbesserte Imprägnierharz-Zusammensetzungen
und daraus hergestellte Imprägnierharz-Schichten, Imprägnate und Laminate, bereitzustellen,
deren Oberflächen eine erhöhte Beständigkeit gegenüber Mikroorganismen aufweisen,
ohne dass es hierdurch zu einer Beeinträchtigung der im Stand der Technik bereits
erzielbaren hervorragenden optischen und mechanischen Eigenschaften käme.
[0019] Zur Vermeidung bzw. Verringerung von mikrobiellem Befall wurde im Stand der Technik
grundsätzlich bereits der Versuch unternommen verschiedene Substanzen mit antimikrobieller,
biozider bzw. fungizider Wirkung bei der Laminatherstellung einzusetzen. Chemikalien,
die den Befall durch holzzerstörende und -verfärbende Pilze oder Insekten verhindern
(vorbeugender Holzschutz) bzw. im Falle eines bereits eingetretenen Befalls Schadorganismen
abtöten (bekämpfender Holzschutz) sollen, enthalten in der Regel stets Biozide als
wirksame Bestandteile. Biozide sind in der Biozid-Verordnung (EU) Nr. 528/2012 klassifiziert.
[0020] So sind aus dem Stand der Technik vereinzelte Biozide und Additive zur antimikrobiellen
Ausstattung von Aminoplastharzen im Allgemeinen bekannt. Für die antimikrobielle Ausstattung
speziell von gattungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzungen, die neben Melamin-Formaldehyd-Harz
noch mindestens Netzmittel, Trennmittel und Härter enthalten, und die oben genannten
mechanischen und optischen Eigenschaften zufriedenstellend erfüllen, gibt es im Stand
der Technik jedoch keine Lösungen oder Hinweise.
[0021] Die
JP 08073702 A beschreibt beispielsweise antibakterielle Melaminharze, die eine Mischung von Aluminium-,
Magnesium- und Siliziumoxiden sowie elementares Silber und Zink als antibakteriellen
Wirkstoff enthalten. Damit konnten antibakterielle Eigenschaften für bis zu 48 Stunden
erreicht werden. Der Nachteil dieser Lösung ist die nur kurz andauernde antibakterielle
Eigenschaft und die große Anzahl an notwendigen antibakteriellen Einzelkomponenten.
Je mehr Einzelkomponenten einem Melaminharz zugegeben werden, umso schwieriger ist
es, alle Bestandteile der Harzflotte mengenmäßig optimal und ohne Beeinträchtigung
hinsichtlich der gewünschten mechanischen und optischen Eigenschaften aufeinander
abzustimmen.
[0022] Die
WO 03/009827 A1 beschreibt Melaminharze, die eine Mischung aus einem Diphenyletherderivat und Orthophenylphenol
als antimikrobielle Komponenten enthalten. Nachteilig an diesen Additiven ist, dass
sie leicht von der Harzoberfläche ausgewaschen werden, so dass die antibakterielle
Wirkung mit der Zeit abnimmt und Chemikalien an die Umwelt abgegeben werden.
[0023] Die
US 6248342 B1 beschreibt antibakterielle Laminate, in deren melaminharzgetränkter Oberfläche eine
anorganische, ein Metallion enthaltende antibakterielle Komponente eingearbeitet ist.
Als antibakterielle Komponente werden bevorzugt Zeolite verwendet, welche Metallionen
wie beispielsweise Ag, Cu, Zn, Hg, Sn, Pb, Bi, Cd, Cr oder Mischungen davon enthalten.
Durch lonenaustauschprozesse gelangen die Metallionen an die Laminatoberfläche und
ermöglichen so die antibakterielle Wirkung. Nachteilig hieran ist, dass die Metallionen
in Oxide, Hydroxide oder sonstige Salze umgewandelt werden können und sich dann in
dieser Form an der Laminatoberfläche absetzen, wo sie die antibakterielle Wirkung
abschwächen. Aus gesundheitlicher Sicht ist auch der Einsatz der oben genannten Schwermetalle
bedenklich.
[0024] Aufgrund der oben beschriebenen Nachteile können viele antimikrobielle Additive bzw.
Holzschutzmittel, die biozide Substanzen enthalten, nicht optimal im Innenausbau verwendet
werden. Weiterhin können die Biozide aufgrund ihrer potentiellen Emission durch Verdunstung,
Abrieb oder durch anderweitige Freisetzung die Gesundheit von Menschen und deren Umwelt
beeinträchtigen. Oftmals verlieren Biozide aber auch durch allmählichen (natürlichen)
Abbau ihre Wirkung. Die wasserlöslichen oder wasserbasierten Biozid-enthaltenden Holzschutzmittel
können beispielsweise mit der Zeit ausgewaschen werden, wodurch einerseits die antimikrobielle
Eigenschaft der Oberfläche nachlässt und andererseits eine erhöhte Umweltbelastung
auftreten kann.
[0025] Nachteilig an den bislang vorgeschlagenen Bioziden ist ferner, dass diese zum einen
stark gesundheitsschädlich sind und sich zum andern schlecht in die bei der Faserplattenherstellung
verwendeten Harze integrieren lassen und/oder mit diesen inkompatibel sind.
[0026] Der vorliegenden Erfindung ist eine umfangreiche Forschungstätigkeit vorausgegangen,
bei der zahlreiche als antimikrobielle Additive in Frage kommende Stoffe in gattungsgemäßen
Imprägnierharz-Zusammensetzungen getestet wurden. Hierbei sahen sich die Erfinder
vor gravierende Probleme gestellt. Viele Additive verloren nach Aushärtung des Imprägnierharzes
ihre antimikrobiellen Eigenschaften. Dies ließ sich zum einen durch Verlust der antimikrobiellen
Struktureinheiten durch Abreaktion während der Kondensationsreaktion des Harzes erklären.
Andere Additive erwiesen sich jedoch auch einfach nicht als genügend temperaturbeständig,
um den bei der Imprägnat- und Laminatherstellung auftretenden hohen Press- und Trocknungstemperaturen
standzuhalten. Einige Additive waren mit den üblichen Komponenten der gattungsgemäßen
Imprägnierharze inkompatibel oder störten die Kondensationsreaktion, sodass eine Verschlechterung
der mechanischen und/oder der optischen Eigenschaften des Imprägnierharzes die Folge
war. Bei der Mehrzahl der getesteten Additive kam es nicht zu einer Verankerung in
der Melamin-Formaldehydmatrix, wodurch die Additive in den fertigen Produkten mittels
wässriger Flüssigkeiten oder der in gängigen Reinigungsmitteln vorhandenen organischen
Lösungsmittel auswaschbar waren, was mit einer Abnahme der antimikrobiellen Oberflächeneigenschaften
über die Zeit einherging.
[0027] Weiterhin gilt es im Sinne einer nachhaltigen Rohstoffnutzung, einen antimikrobiellen
Wirkstoff zu finden, der sich nicht negativ auf die Qualität recyclingfähiger Materialien
auswirkt. Die regelmäßig in transparenter Ausführung vorliegenden Imprägnierharzhaltigen
Beschichtungen unterliegen zudem häufig direkter Sonneneinstrahlung. Ein geeigneter
antimikrobieller Wirkstoff muss daher über eine ausreichende UV-Stabilität verfügen
und darf zu keiner farblichen Beeinträchtigung führen.
[0028] Schließlich kommen bei der Verarbeitung marktüblicher gattungsgemäßer Imprägnierharz-Zusammensetzungen,
je nach Produktanforderung, eine Vielzahl weiterer Additive zum Einsatz. Mit diesen
muss der antimikrobielle Wirkstoff ebenfalls vollständig kompatibel sein, um eine
Verschlechterung der Imprägnierharzeigenschaften zu vermeiden.
[0029] Um das Problem der Auswaschbarkeit zu adressieren, wurden auch andere Additive, bei
denen es zu einer Einpolymerisation in die Melamin-Formaldehydmatrix kam, getestet.
Diese verloren hierdurch jedoch vielfach ihre antimikrobiellen Eigenschaften und/oder
beeinträchtigten die Netzwerkstruktur der Melamin-Formaldehydmatrix, was mit einer
Verschlechterung der mechanischen und/oder der optischen Eigenschaften des Imprägnierharzes
einherging.
[0030] Es wurden in diesem Zusammenhang insbesondere auch antimikrobielle Substanzen mit
funktionalen Gruppen getestet, welche in der Lage sind, in die Melamin-Formaldehydmatrix
gattungsgemäßer Imprägnierharz-Zusammensetzungen einzupolymerisieren. Gegenüber derartigen
Mischkondensationsprodukten bestanden jedoch zu recht erheblich Bedenken. So stellt
eine derartige antimikrobielle Funktionalisierung dekorativer Melaminharzbeschichtung
an den einzusetzenden antimikrobiellen Wirkstoff sehr hohe Anforderungen. Es gilt
hier besonders, die extremen Verarbeitungstemperaturen der Trocknungs- und Pressaggregate
zu überstehen und andererseits die gewünschten und fein ausbalancierten mechanischen
und optischen Eigenschaften der Imprägnierharze nicht nachteilig zu verändern. Weiterhin
muss der antimikrobielle Wirkstoff mit dem Imprägnierharz mischbar sein, d.h. vorzugsweise
wasserlöslich sein, in das Vorkondensat einkondensierbar sein und darf die anfängliche
und abschließende Vernetzung der Melamin-Formaldehydmatrix nicht stören.
[0031] In der Vergangenheit wurden mit Mischkondensationsprodukten, wie beispielsweise Co-Kondensaten
aus Melamin-Formaldehyd-Imprägnierharzen mit Harnstoff, schlechte Erfahrungen gemacht.
Selbst eine Co-Polymerisation mit Harnstoff, führt zu einer unerwünschten Trübung
und Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Imprägnierharzes. Dies ist
insofern bemerkenswert, als dass Harnstoff und Melamin strukturverwandt sind und zwischen
diesen beiden Stoffen noch am ehesten eine Kompatibilität zu erwarten gewesen wäre.
Dennoch genügten diese Harnstoff-Melamin-Formaldehyd Mischkondensationsprodukte nicht
den hohen Anforderungen, die an Imprägnierharze gestellt werden.
[0032] Die Co-Polymerisation mit Harnstoff scheint zu einem inhomogeneren Harz zu führen,
welches, wenn es ausgehärtet ist, weicher als reine Melamin-Formaldehydharze ist.
Weiterhin zeigten diese Mischkondensationsprodukte auch nicht die gewünschte Transparenz.
Ohne an eine wissenschaftliche Theorie gebunden sein zu wollen, scheint sich die Eintrübung
dadurch erklären zu lassen, dass sich durch die Einpolymerisation des Harnstoffs "Störstellen"
in der sonst gleichmäßigen Melamin-Formaldehydmatrix zu bilden scheinen, die einer
homogenen Kondensation und damit Aushärtung bzw. Vernetzung des Harzes entgegenstehen.
An diesen "Störstellen" ist das Harz wahrscheinlich nicht mehr dazu in der Lage, sich
optimal weiter zu vernetzen und damit gleichmäßig auszuhärten. Insgesamt ist festzuhalten,
dass es den Harnstoff-Melamin-Formaldehyd-Harzen an der geforderten Kombination aus
mechanischer Festigkeit, d.h. Abriebfestigkeit und Kratzbeständigkeit, und der hochtransparenten
und optisch ansprechenden Erscheinung mangelt. Aus diesem Grund werden beispielsweise
bei der Laminatherstellung, zumindest für die oberste Schicht, die höchsten Anforderungen
genügen muss, heute immer noch reine Melamin-Formaldehyd-Harze in den gattungsgemäßen
Imprägnierharz-Zusammensetzungen eingesetzt.
[0033] Vor diesem Hintergrund bestanden gegenüber einpolymerisierbaren antimikrobiellen
Additiven bereits Bedenken, die sich in praktischen Versuchen dann auch bestätigt
haben. Ähnlich wie bei der Mischpolymerisation mit Harnstoff war es bei den getesteten
einpolymerisierbaren antimikrobiellen Substanzen nicht möglich, antimikrobielle Oberflächen
zu erzeugen ohne dass es zu Einbußen hinsichtlich der Transparenz und mechanischen
Eigenschaften kam.
[0034] Bei der Suche nach einem antimikrobiellen Imprägnierharz bestand somit das Dilemma,
dass der antimikrobielle Wirkstoff auf der einen Seite über einen langen Zeitraum
aktiv bleiben und dafür über eine ausreichende Fixierung in der Oberfläche verfügen
sollte, dabei aber wiederum seine antimikrobiellen Eigenschaften nicht verlieren und
die mechanischen und optischen Eigenschaften gattungsgemäßer Imprägnierharz-Zusammensetzungen
nicht stören darf. Eine kovalente Einbindung innerhalb der Formaldehyd-Melaminharzmatrix
ist aufgrund der oben diskutierten Probleme daher genauso wünschenswert wie problematisch,
v.a. im Hinblick auf die Erhaltung der mechanischen und optischen Eigenschaften des
Imprägnierharzes.
[0035] Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass gattungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzungen
ein vielfältiges Anforderungsprofil mit teilweise gegenläufigen Eigenschaften aufweisen,
was bei der Suche nach einem geeigneten antimikrobiellen Wirkstoff zur Verwendung
in diesen Imprägnierharz-Zusammensetzungen eine echte Herausforderung darstellt. Eine
überzeugende Lösung für eine antimikrobielle Imprägnierharz-Zusammensetzung, die sich
in der Praxis bei der Herstellung von Laminaten auch durchgesetzt hätte, ist bislang
jedenfalls noch nicht vorgeschlagen worden.
[0036] Ausgehend von dem vorstehend erläuterten Stand der Technik und dessen Nachteilen
bestand eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Imprägnierharz-Zusammensetzung mit
erhöhter Beständigkeit gegen Mikroorganismen bereitzustellen, ohne eine instabile,
auswaschbare oder risikobehaftete Substanz verwenden zu müssen und ohne dass es zu
einer Beeinträchtigung der mechanischen und optischen Eigenschaften der aus der Imprägnierharz-Zusammensetzung
erhaltenen Oberflächen kommt. Ein weiterer Aspekt der der Erfindung zugrunde liegenden
Aufgabe bestand darin, umweltfreundliche und gesundheitlich unbedenkliche Produkte
bereitzustellen, deren Oberflächen sich durch eine langanhaltende Beständigkeit gegen
Mikroorganismen auszeichnen.
[0037] Ferner war es eine Aufgabe der Erfindung, eine Imprägnierharz-Zusammensetzung aufzuzeigen,
durch die ein ausreichender Schutz vor Mikroorganismen mit geringem Aufwand, insbesondere
durch geringen Eintrag von Fremdstoffen in die Imprägnierharz-Zusammensetzung und/oder
die daraus erhältlichen Oberflächen und geringer bis keiner Erhöhung der Herstellungskosten
erreicht wird. Gleichzeitig sollte gewährleistet werden, dass die hohen Anforderungen
an gattungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzungen hinsichtlich der mechanischen Beständigkeit
sowie optischen Eigenschaften der daraus erhältlichen Oberflächen weiterhin erfüllt
werden.
[0038] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Imprägnierharz-Zusammensetzung nach
Anspruch 1, die Harzbeschichtung nach Anspruch 6, das Imprägnat nach Anspruch 9, das
Laminat nach Anspruch 12, das Verfahren nach Anspruch 15 sowie die Verwendung gemäß
Anspruch 17 gelöst. Besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen wiedergegeben.
[0039] Die erfindungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzung enthält
- a) ein Melamin-Formaldehyd-Harz,
- b) ein nichtionisches Netzmittel,
- c) ein nichtionisches Trennmittel,
- d) einen Härter, und
- e) Polyhexamethylenguanidin (PHMG).
[0040] Die Wörter "ein", "eine" oder "einen", wie hier oder an anderer Stelle verwendet,
sind im Sinne von "mindestens ein", "mindestens eine" oder "mindestens einen" zu verstehen.
[0041] Überraschenderweise wurde gefunden, dass die erfindungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzung
die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme überwindet. Aus der erfindungsgemäßen
Imprägnierharz-Zusammensetzung erhältliche Oberflächen wirken langanhaltend antimikrobiell
und genügen gleichzeitig den strengen Anforderungen an die mechanische Festigkeit
sowie die Transparenz und das optischen Erscheinungsbild, obwohl die Imprägnierharz-Zusammensetzung
zusätzlich Polyhexamethylenguanidin (PHMG) enthält.
[0042] Polyhexamethylenguanidin (PHMG) ist eine polymere Guanidin-Verbindung.
[0043] Wie eingangs erläutert wurden im Vorfeld der Erfindung in Versuchen unterschiedlichste
Imprägnierharz-Zusammensetzung hergestellt und hinsichtlich ihrer mechanischen, optischen
und auch antimikrobiellen Eigenschaften untersucht. Als antimikrobielle Substanzen
wurden hierbei unter anderem Molybdän-Verbindungen, Silber-Ionen sowie Zinkoxid in
reines Melamin-Formaldehydharz mit den üblichen Additiven, wie Härter sowie ionischen
Netz- und Trennmittel, eingebracht. Dennoch zeigten diese Additive keine zufriedenstellenden
Ergebnisse. Besonders die vorbezeichneten Metallionen wie Zink, Silber und Molybdän
erfuhren durch die Bildung unlöslicher Verbindungen eine irreversible Inhibierung
der antimikrobiellen Wirkung. Weitere Wirkstoffe setzten zur Entfaltung der antimikrobiellen
Wirkung bzw. der Verarbeitung die Präsenz ausreichender Mengen von Wasser voraus,
welches unter üblichen Einsatzbedingungen nicht vorhanden ist. Somit zeigte sich eine
Wirkung dieser Biozide alleinig unter Prüfbedingungen, wie sie beispielsweise unter
Anwendung der japanischen Normprüfung JIS Z 2801 vorliegen.
[0044] Auch das alleinige Untermischen polymerer Guanidin-Verbindungen, wie z.B. Polyhexamethylenguanidin
(PHMG), zu einer Imprägnierharz-Zusammensetzung, die als Imprägnierharz Melamin-Formaldehydharz
und die üblichen Härter sowie ionischen Netz- und Trennmittel enthielt, führte nicht
zu den gewünschten Ergebnissen. Diese Imprägnierharz-Zusammensetzungen zeigten nach
Aushärtung nur eine geringe bis gar keine antimikrobielle Aktivität. Weiterhin wurden
auch die strengen Anforderungen an die mechanische Festigkeit und optische Erscheinung
nicht erfüllt.
[0045] Überraschenderweise wurde herausgefunden, dass erst die erfindungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzung,
die eine Kombination von Polyhexamethylenguanidin (PHMG) mit
nichtionischen Netz- und Trennmitteln vorsieht, die anvisierte antimikrobielle Aktivität über einen
längeren Zeitraum aufwies und gleichzeitig die erforderlichen mechanischen und optischen
Eigenschaften nicht beeinträchtigt wurden. Die spezielle Kombination der Komponenten
a) bis e) der erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung ermöglicht damit erst
die hervorragende Wirkung. Versuche haben ergeben, dass schon durch geringe Abweichungen
von der erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung die guten antimikrobiellen
Eigenschaften ganz oder teilweise verloren gehen und/oder die mechanischen und optischen
Eigenschaften negativ beeinflusst werden.
[0046] Dabei war es überraschend, dass durch den Einsatz von Polyhexamethylenguanidin (PHMG)
die oben aufgeführten, aus dem Stand der Technik bekannten Probleme in Kombination
mit der Verwendung von nichtionischen anstatt ionischen Netz- und Trennmitteln weitestgehend
vermieden oder reduziert werden können.
[0047] Die Anwendung von Polyhexamethylenguanidin (PHMG) im Bereich von gattungsgemäßen
Imprägnierharz-Zusammensetzungen mit den oben beschrieben hohen mechanischen und optischen
Anforderungen ist bisher nicht bekannt Lediglich im Bereich der zu Imprägnierharzen
gänzlich unterschiedlichen Melamin-Hartplastik Anwendungen sowie den zu Melamin-Formaldehyd-Harzen
entfernt verwandten Phenolharzen wurde vereinzelt die Beimischung, jedoch nicht die
Einpolymerisation von festen, polymere Guanidin-Verbindung enthaltenden Pulvern vorgeschlagen.
[0048] So beschreibt die
WO 2010/106002 A1 ein mikrobiozid wirkendes pulverförmiges Polymergemisch, welches ein erstes Polymer
als Matrix aufweist, in welche ein zweites Polymer eingebracht ist, wobei das zweite
Polymer ein polymeres Guanidin- oder Biguanidinderivat ist. Die
WO 2010/106002 A1 schlägt als erstes Polymer eine Vielzahl von Polymeren vor, v.a. Thermoplaste, die
in den Beispielen als fertige Kunststoffe aufgeschmolzen und mit der polymeren Guanidin-Verbindung
in Extrudern vermengt werden. Lediglich in dem die Seiten 3 und 4 überbrückenden Absatz
werden Phenoplaste und Aminoplaste, wie Melamin-Harze und Harnstoff-Harze, als mögliche
Matrixpolymere genannt. Konkret wird jedoch nur die Einarbeitung des polymeren Guanidins
in ein Phenolharz-Vorkondensat ("Novolak") beschrieben. Dem Fachmann ist klar, dass
es hierbei nicht zu einem Einpolymerisieren der polymeren Guanidin-Verbindung in die
Phenolharz-Matrix kommt.
[0049] Dem Fachmann ist beispielsweise von Mischungen aus Phenoplasten und Melamin bekannt,
dass es bei Phenoplasten nicht zu einer Einpolymerisation von Aminogruppenhaltigen
Komponenten, wie sie im Melamin oder auch in den polymeren Guanidin-Verbindungen enthalten
sind, kommt. Es ist daher davon auszugehen, dass bei der in
WO 2010/106002 A1 beschriebenen Ausführungsform Phenoplast und polymeres Guanidin nebeneinander in
einfacher Mischung, nicht jedoch als Co-Kondensat, vorliegen. Als Anwendung schlägt
die
WO 2010/106002 A1 vor, dieses Pulver beispielsweise Dispersionsfarben zuzumischen oder als Füllstoff
(sogenannter Zuschlagstoff) in der Papierindustrie einzusetzen. Eine Anwendung als
Imprägnierharz oder in der Holzwerkstoff-, Laminat- oder Imprägnat-Herstellung wird
nicht vorgeschlagen.
[0050] Die
WO 2010/106002 A1 verweist explizit darauf, dass Bestandteile, die in Beschichtungsmaterialen, Farben
und Lacken vorhanden sind zu einer Abschwächung bis Inaktivierung der antimikrobiellen
Wirkung der polymeren Guanidine führen können, weshalb die Mischung des polymeren
Guanidins mit dem Matrixpolymer, wie beispielsweise einem Thermoplast oder Phenoplast,
und dessen Einsatz als Pulver eine wichtige Voraussetzung für die Weiterverarbeitung,
das Einsatzgebiet und den Erhalt der antimikrobiellen Eigenschaften seien. Die Schrift
zeigt so zwar eine Möglichkeit auf, die Inkompatibilität der polymeren Guanidin-Verbindungen
mit Beschichtungsmaterialen, Farben und Lacken zu reduzieren, dennoch sind derartige
Polymerpulver zur Einarbeitung in ein gattungsgemäßes Imprägnierharz, welches den
oben dargelegten strengen Anforderungen genügen soll, völlig ungeeignet.
[0051] Bei Eintrag eines solchen Polymerpulvers sind Beeinträchtigungen der mechanischen
Eigenschaften und vor allem eine inakzeptable Trübung des Imprägnierharzes zu erwarten.
Daneben führt die Beimischung eines derartigen Polymerpulvers auch zu einer Störung
der Kondensation bzw. Aushärtung des Imprägnierharzes, so dass eine deutlich "weichere"
und damit eine nicht ausreichend widerstandsfähige Beschichtung erhalten werden würde.
[0052] Vor dem Hintergrund der
WO 2010/106002 A1 und dem allgemeinen Fachwissen zu polymeren Guanidin-Verbindungen war es überraschend,
dass in der erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung Polyhexamethylenguanidin
(PHMG) auch ohne das gemäß
WO 2010/106002 A1 erforderliche Matrixpolymer zu hervorragenden Ergebnissen führt, wenn es mit nichtionischen
Netz- und Trennmitteln kombiniert wird.
[0053] Polymere Guanidin-Verbindungen, insbesondere Polyhexamethylenguanidin (PHMG), sind
bislang hauptsächlich als desinfizierend wirkende Zusatzkomponenten zur Desinfektion
der Haut- oder Schleimhaut-, in der Wundantiseptik, in Händedesinfektionsmitteln,
zur reinen Oberflächendesinfektion, beispielsweise durch Auftragen und Abwischen einer
Guanidin-haltigen Lösung, im medizinischem Bereich zur Bekämpfung von Bakterien oder
zur Wasserdesinfektion, beispielsweise in Schwimmbädern, in Erscheinung getreten.
[0054] In der Desinfektionsmittel-Liste des VAH (mhp Verlag 2015), welche alle von der Desinfektionsmittel-Kommission
zertifizierten Präparate enthält, ist zu Guanidinderivaten folgendes ausgeführt
"Guanidine werden aufgrund ihres schmalen Wirkungsspektrums [...
] bei günstigen humantoxikologischen Eigenschaften bevorzugt für die Schleimhaut-
und Wundantiseptik eingesetzt Aufgrund ihrer Remanenzwirkung sind sie als Zusatzkomponenten
in Hautantiseptika und Händedesinfektionsmitteln anzutreffen, oder sie werden in Kombination
mit anderen Wirkstoffen eingesetzt."
[0055] Vor diesem Hintergrund sowie den oben beschriebenen Problematiken war es für den
Fachmann nicht naheliegend, dass Polyhexamethylenguanidin (PHMG) problemlos in eine
Imprägnierharz-Zusammensetzung eingearbeitet werden kann ohne deren mechanische Eigenschaften
und Vernetzungsfähigkeit zu stören und gleichzeitig eine ausreichende antimikrobielle
Wirkung gegenüber Mikroorganismen entfaltet. Insbesondere gilt dies für Mikroorganismen,
die typischerweise cellulose- oder holzenthaltende Produkte (Laminate oder Imprägnate
in Fußbodenbelägen, Oberflächen oder Möbeln) befallen. Die zu bekämpfenden Mikroorganismen
in der Haut- oder Wasserdesinfektion unterscheiden sich grundlegend in ihrem Spektrum
von denen, die typischerweise cellulose- oder holzenthaltende Produkte befallen. Bei
der Humananwendung und der medizinischen Oberflächendesinfektion stehen vor allem
Bakterien im Vordergrund. Bei den Mikroorganismen, die Holz bzw. cellulose- oder holzenthaltende
Produkte (Laminate oder Imprägnate in Fußbodenbelägen, Oberflächen oder Möbeln) typischerweise
befallen, handelt es sich vor allem um Pilze.
[0056] Überdies war es für den Fachmann nicht absehbar, dass Polyhexamethylenguanidin (PHMG)
mit den in der Herstellung und bei der Verwendung von Imprägnierharz-Zusammensetzungen,
bei der Laminat- und/oder Imprägnatherstellung herrschenden Prozessbedingungen sowie
den darin eingesetzten Chemikalien kompatibel sein würden. Letztere Problematik wurde
oben bereits diskutiert. In praktischen Versuchen zeigtedas erfindungsgemäß eingesetzte
Polyhexamethylenguanidin (PHMG) überraschenderweise eine ausreichende Temperaturbeständig
gegenüber den in der Herstellung und bei der Verwendung von Imprägnierharz-Zusammensetzungen,
bei der Laminat- und/oder Imprägnatherstellung herrschenden Lagerbedingungen, Trocknungs-
und/oder Presstemperaturen.
[0057] Der erfindungsgemäße Einsatz von Polyhexamethylenguanidin (PHMG) hat ferner auch
den Vorteil, dass dieses eine sehr geringe Toxizität aufweist und sich in praktischen
Versuchen auch keine Ausbildung von Resistenzen gegenüber den Mikroorganismen gezeigt
hat. Weiterhin kann durch den Einsatz von Polyhexamethylenguanidin (PHMG) ein umweltfreundliches
und/oder unbedenkliches Produkt erhalten werden, da dieses weder ein Schwermetall
enthält, noch ein Biozid im Sinne der Biozidverordnung ist.
[0058] Überraschenderweise wurde zudem festgestellt, dass die antimikrobielle Wirkung von
Polyhexamethylenguanidin (PHMG) wahrscheinlich auf einem rein physikalischen Wirkprinzip
kationischer Oberflächen basiert. Solche physikalischen Wirkprinzipien fallen jedoch
nicht unter die Biozid-Verordnung (EU) Nr. 528/2012. Diese definiert in Artikel 3
Absatz 1 a) Biozidprodukte als "jeglichen Stoff oder jegliches Gemisch in der Form,
in der er/es zum Verwender gelangt, und der/das aus einem oder mehreren Wirkstoffen
besteht, diese enthält oder erzeugt, der/das dazu bestimmt ist, auf andere Art als
durch bloße physikalische oder mechanische Einwirkung Schadorganismen zu zerstören,
abzuschrecken, unschädlich zu machen, ihre Wirkung zu verhindern oder sie in anderer
Weise zu bekämpfen".
[0059] Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung ist, dass
sie auf einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden kann. Ferner zeigt diese
eine gute Lagerstabilität. Dies gilt auch für die aus der erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung
erhältlichen Verarbeitungsprodukte.
[0060] Unter dem Begriff "Verarbeitungsprodukte", wie hier verwendet, werden insbesondere
die weiter unten beschriebene erfindungsgemäße Melamin-Formaldehyd-Harzschicht sowie
das erfindungsgemäße Laminat und/oder Imprägnat verstanden, welche die erfindungsgemäße
Imprägnierharz-Zusammensetzung in teil- oder auskondensierter Form enthalten bzw.
unter Einsatz dieser hergestellt wurden. Diese Verarbeitungsprodukte enthalten vorzugsweise
die folgenden Komponenten:
g) ein Co-Kondensat aus Melamin-Formaldehyd-Harz und einer polymeren Guanidin-Verbindung,
b) ein nichtionisches Netzmittel,
c) ein nichtionisches Trennmittel, und
d) einen Härter.
[0061] Wenn hier oder an anderer Stelle von "Kondensation", "kondensiert" oder "Kondensat"
die Rede ist, dann ist damit Kondensation, wie üblicherweise im Fachgebiet der Chemie
verwendet, gemeint. Unter Kondensationsreaktion wird in der Chemie eine Reaktion verstanden,
bei der sich mindestens zwei Moleküle unter Abspaltung von Wasser - alternativ auch
Ammoniak, Kohlenstoffdioxid, Chlorwasserstoff, ein Alkanol oder ein anderer niedermolekularer
Stoff - kovalent miteinander verbinden. Die "Kondensation" im Zusammenhang mit Harzen
wird von dem in der holz- oder papierverarbeitenden Industrie tätigen Fachmann auch
als sogenanntes "Aushärten" bezeichnet. Die Kondensation bzw. das Aushärten kann stufenweise
bzw. teilweise erfolgen. Die Kondensation bzw. das Aushärten des Aminoplastharzes
erfolgt typischerweise unter Einfluss eines Härters, erhöhter Temperatur und/oder
Druck. Beispiele hierfür sind Trocknungsprozesse und/oder das Verpressen zu einem
Laminat. Durch Anwesenheit und/oder Freisetzung eines Härters kann auch ein weiteres
Kondensieren bzw. Aushärten des Harzes bei Lagerung oder bei der späteren Anwendung
oder Fertigstellung des Endprodukts erfolgen.
[0062] Die Lagerstabilität ist vor allem bei der Imprägnatherstellung von entscheidender
Bedeutung. Typischerweise werden Imprägnate separat hergestellt, aufgerollt und bis
zu zwei Monate gelagert, bevor diese verarbeitet werden. Praktische Versuche haben
ergeben, dass auch nach längerer Lagerzeit die anvisierten antimikrobiellen, mechanischen
und optischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung erhalten
bleiben und die aufgetragene Imprägnierharz-Zusammensetzung auch weiterhin gute Verklebungseigenschaften
in der Weiterverarbeitung aufwies.
[0063] Die Imprägnierharz-Zusammensetzung ist üblicherweise flüssig, liegt also als Flüssigkeit
vor. Diese kann feste Bestandteile in Form beispielsweise einer Suspension enthalten.
Vorzugsweise ist die Imprägnierharz-Zusammensetzung auf wässriger Basis. Die Imprägnierharz-Zusammensetzung
kann als Lösung oder Suspension eingesetzt werden. Bevorzugt wird diese als wässrige
Lösung eingesetzt. In dieser Form lässt sich die Imprägnierharz-Zusammensetzung ohne
große Anpassungen in die üblichen Prozessabläufe und Bedingungen bei der Imprägnat-
und/oder Laminatherstellung einbinden und verarbeiten. Gemäß einer Ausführungsform
liegen die Komponenten a) bis e) in der erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung
in wässriger Lösung vor. Das heißt, die erfindungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzung
kann neben diesen Komponenten a) bis e) auch weitere nicht-lösliche Bestandteile enthalten.
[0064] In weiteren Versuchen zu der Imprägnierharz-Zusammensetzung sowie ihrer Verarbeitungsprodukte,
zeichneten sich diese durch ihre gute UV-Beständigkeit aus.
[0065] Dies lässt auf eine gute Beständigkeit der Imprägnierharz-Zusammensetzung sowie ihrer
Verarbeitungsprodukten schließen.
[0066] Weiterhin zeigen die erfindungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzung sowie die daraus
erhältlichen Verarbeitungsprodukte eine anhaltende antimikrobielle Wirkung.
[0067] "Antimikrobiell", wie hier verwendet, bedeutet, dass die Gesamtanzahl der Mikroorganismen
auf der betreffenden Oberfläche über einen gewissen Zeitraum konstant oder abnehmend
ist. Unter antimikrobiell wird insbesondere auch bakterizid, bakteriostatisch, fungizid
und/oder fungistatisch verstanden. "Mikroorganismen" sind typischerweise mikroskopisch
kleine Lebewesen (Organismen), die als Einzelwesen nicht mit bloßem Auge erkennbar
sind. Sie bilden im System der Lebewesen keine einheitliche Gruppe. Zu den Mikroorganismen
zählen Bakterien, Pilze, mikroskopische Algen sowie Protozoen (z. B. Pantoffeltierchen
und der Malaria-Erreger Plasmodium) sowie Viren.
[0068] Wenn hier oder an anderer Stelle von "Bakterien" die Rede ist, dann ist damit das
gesamte Reich der "Bacteria" gemeint Hierzu gehören beispielsweise Staphylokokken,
Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter, Enterokokken, andere Erreger
nosokomialer Infektionen und/oder holzzerstörende Bakterien.
[0069] Wenn hier oder an anderer Stelle von "Pilz" oder "Pilzbefall" die Rede ist, dann
ist mit "Pilz" die breite Definition für das Reich der "Fungi" aus der biologischen
Taxonomie gemeint. Dies schließt neben Einzellern wie Bäckerhefe auch Vielzeller wie
Schimmelpilze oder Ständerpilze mit ein. Unter "Pilz" sind hier vor allem auch holzzerstörende
und/oder holzverfärbende Pilze bzw. der Befall durch diese gemeint. Diese holzzerstörenden
und/oder holzverfärbenden Pilze schädigen das Holz typischerweise durch beispielsweise
Braunfäule, Weißfäule, Moderfäule, Schimmel, Bläue oder Rotstreifigkeit Gemäß einer
Ausführungsform handelt es sich bei den Pilzen um Schimmelpilze und/oder Bläuepilze.
Die Pilze können weiterhin ausgewählt sein aus den Basomyceten, Ascomyceten und Deutomyceten.
[0070] Unter "Erhöhung der Beständigkeit gegenüber Mikroorganismen" wie hier verwendet,
ist eine Verringerung des Mikroorganismenbefalls im Vergleich zu einer nichtantimikrobiell
wirkenden Referenz gemeint. Diese Beständigkeit von Oberflächen gegenüber mikrobiellem
Befall kann beispielsweise in Anlehnung an die Norm EN ISO 846:1997 "Bestimmung der
Einwirkung von Mikroorganismen auf Kunststoffe" ermittelt werden. Im Rahmen der Versuche
wurde die antimikrobielle Wirksamkeit mittels der Testkeime
S. aureus und
E. coli überprüft und eine Keimreduktionen bis zu 5 log-Stufen innerhalb von 3 Stunden erreicht.
[0071] Überraschenderweise zeigen sich trotz der guten Wasserlöslichkeit des antimikrobiell
wirkenden Polyhexamethylenguanidins keine Auswaschproblematik und damit einhergehende
Wirkverluste. Das Polyhexamethylenguanidin (PHMG) scheint daher in der Imprägnierharz-Zusammensetzung
bzw. in den späteren Verarbeitungsprodukten ausreichend fixiert zu sein. Ohne an eine
bestimmte wissenschaftliche Theorie gebunden sein zu wollen, rührt diese Fixierung
vermutlich daher, dass das Polyhexamethylenguanidin (PHMG) in das Melamin-Formaldehyd-Harz
einkondensiert, wodurch ein Co-Kondensat aus Melamin-Formaldehyd-Harz und Polyhexamethylenguanidin
(PHMG) erhalten wird.
[0072] Da die ganz oder teilweise ausgehärtete bzw. kondensierte Imprägnierharz-Zusammensetzung
in den Verarbeitungsprodukten die gewünschten mechanischen und optischen Eigenschaften
aufweist, ist davon auszugehen, dass sich dieses Co-Kondensat ohne Erzeugung von Störstellen
problemlos weiter vernetzen kann. Es erfolgt somit eine kovalente Einbindung von Polyhexamethylenguanidin
(PHMG) in das Melamin-Formaldehyd-Harz.
[0073] Ein derartiges Co-Kondensat von Melamin-Formaldehyd-Harz mit Polyhexamethylenhydrochlorid
(PHMG
∗HCl) ist vereinfacht in Schema 3 dargestellt. Die gestrichelten Linien bzw. die mit
dem Suffix "n" versehenen eckigen Klammern zeigen dabei die Fortsetzung des Makromoleküls
an.

[0074] Die hervorragenden mechanischen und optischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen
Imprägnierharz-Zusammensetzung und den daraus erhältlichen Verarbeitungsprodukten
waren überraschend, da - wie eingangs erläutert - eine Co-Polymerisation, beispielsweise
selbst mit dem strukturverwandten Harnstoff, in der Vergangenheit zu inhomogenen Harzen
führte, die den hohen Anforderungen an Imprägnierharze nicht genügten. Daher war es
umso überraschender, dass Polyhexamethylenguanidin (PHMG), das auch eine Teil-Harnstoff-Struktur
aufweist, keine "Störstellen" bildet, die einer homogenen Kondensation und damit Aushärtung
bzw. Vernetzung des Harzes entgegenstehen. Der Fachmann hätte vielmehr mit einer Verschlechterung
der Eigenschaften des Imprägnierharzes bzw. der Imprägnierharz-Zusammensetzung gerechnet.
Vor dem Hintergrund der eingangs erläuterten schlechten Erfahrung selbst mit Melamin-Formaldehyd-Harnstoff
Co-Kondensaten waren die guten mechanischen und optischen Eigenschaften der erfindungsgemäß
erhältlichen Co-Kondensate aus Melamin-Formaldehyd-Harz und Polyhexamethylenguanidin
(PHMG) überraschend.
[0075] Wenn hier oder an anderer Stelle von "Imprägnierharz-Zusammensetzung" die Rede ist,
dann ist damit eine Mischung aus einem Imprägnierharz (Komponente a)) und mindestens
den Komponenten b) bis e) gemeint. Damit ist die Imprägnierharz-Zusammensetzung von
dem Imprägnierharz zu unterscheiden. Das in der erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung
eingesetzte Imprägnierharz ist ein Melamin-Formaldehyd-Harz. Melamin-Formaldehyd-Harze
sowie deren Herstellung bzw. Kondensation oder Aushärtung sowie Modifizierungen sind
dem Fachmann allgemein bekannt und wurden eingangs bereits beschrieben.
[0076] "Imprägnierharz", wie hier verwendet, ist gleichbedeutend mit dem vom Fachmann ebenfalls
verwendeten Begriff "Tränkharz". "Imprägnierharz-Zusammensetzung", wie hier verwendet,
ist gleichbedeutend mit den vom Fachmann ebenfalls verwendeten Begriffen "Imprägnierharz-Flotte",
"Tränkharz-Zusammensetzung" oder "Tränkharz - Flotte".
[0077] Als Komponente a) enthält die erfindungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzung ein
Melamin-Formaldehyd-Harz. Wenn hier oder an anderer Stelle von Imprägnierharz die
Rede ist, dann ist damit das Melamin-Formaldehyd-Harz gemeint. Für das erfindungsgemäß
einzusetzende Melamin-Formaldehyd-Harz gilt das bereits einleitend zu aus dem Stand
der Technik bekannten Melamin-Formaldehyd-Harzen Gesagte.
[0078] Vorzugsweise ist das Melamin-Formaldehyd-Harz ein Kondensat mit einem Molverhältnis
von Formaldehyd zu Melamin von 1:1,2 bis 1:1,7. Weiterhin weist das erfindungsgemäß
einsetzbare Melamin-Formaldehyd-Harz bevorzugt einen pH-Wert im Bereich von 8 bis
11, bevorzugt von 9 bis 11 und besonders bevorzugt von 9,3 bis 10 auf. Vorteilhafter
Weise weist das erfindungsgemäß einsetzbare Melamin-Formaldehyd-Harz eine Dichte bei
20 °C im Bereich von 1,1 bis 1,5 g/ml, bevorzugt von 1,15 bis 1,45 g/ml und besonders
bevorzugt von 1,2 bis 1,4 g/ml, gemessen im Aräometerverfahren auf. Vorteilhaft ist
ferner, wenn das erfindungsgemäß einsetzbare Melamin-Formaldehyd-Harz eine dynamische
Viskosität bei 20°C von 50 bis 150 mPa·s, bevorzugt 70 bis 130 mPa·s, gemessen nach
Rotationsviskosimetrie mit Kegel-Platte-Geometrie, aufweist.
[0079] Der Trübungspunkt des erfindungsgemäß einsetzbaren Melamin-Formaldehyd-Harzes liegt
bevorzugt im Bereich von 35 bis 65 °C, bevorzugt bei 35 bis 50 °C, insbesondere bei
40 bis 45 °C. Zur Messung des Trübungspunktes wird eine Probe des Umsetzungsprozesses
soweit mit Wasser verdünnt, dass der Gehalt an Melamin-Formaldehyd-Kondensat, das
bei der Umsetzung entstanden ist und gegebenenfalls noch vorhandenes monomeres Melamin
und Formaldehyd enthält, 6,75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Imprägnierharz-Zusammensetzung,
beträgt. Die Menge an Melamin-Formaldehyd-Kondensat, Melamin und Formaldehyd lässt
sich aus der Menge der Einsatzstoffe errechnen, wobei das in dem Melamin-Formaldehyd-Kondensat
gebundene Melamin und Formaldehyd auch als monomeres Melamin und Formaldehyd gerechnet
wird. Dieser errechnete Gehalt stimmt mit dem nach der in der DIN 12 605 beschriebenen
Methode ermittelten Wert des Feststoffgehalts dann überein, wenn man diesem noch ca.
2 % hinzurechnet. Die so vorbereitete Probenlösung wird bis zur Bildung einer klaren
Lösung erwärmt und anschließend mit einer Geschwindigkeit von ca. 10°C pro Minute
abgekühlt. Der Trübungspunkt ist die Temperatur bei der eine Trübung entsteht, die
mit bloßem Auge bei Durchsicht durch ein Probegefäß mit einer Schichtdicke von 1 cm
sichtbar ist.
[0080] Der Feststoffgehalt des Melamin-Formaldehyd-Harzes liegt vorzugsweise von 50 bis
70 Gew.-%, bevorzugter 58 bis 65 Gew.-% und insbesondere bevorzugt 60 bis 63 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht des Melamin-Formaldehyd-Harzes.
[0081] Gemäß einer Ausführungsform ist das Melamin-Formaldehyd-Harz das einzige Imprägnierharz,
welches in der erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung enthalten ist
[0082] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Imprägnierharz-Zusammensetzung
das Melamin-Formaldehyd-Harz in einer Menge von 25 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht der Imprägnierharz-Zusammensetzung.
[0083] Als Komponente b) enthält die erfindungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzung ein
nichtionisches Netzmittel. Überraschenderweise wurde festgestellt, dass durch den
Einsatz eines nichtionischen Netzmittels die oben aufgeführten, aus dem Stand der
Technik bekannten Probleme weitestgehend vermieden oder reduziert werden können, aber
dennoch die hohen, an Imprägnierharze gestellten Anforderungen erfüllt werden können.
Die erfindungsgemäß eingesetzten nichtionischen Netzmittel weisen eine gute Kompatibilität
mit der Imprägnierharz-Zusammensetzung und dem darin enthaltenen Polyhexamethylenguanidin
(PHMG) auf.
[0084] Praktische Versuche haben gezeigt, dass durch Verwendung der üblicherweise in Imprägnierharz-Zusammensetzungen
eingesetzten ionischen Netzmittel, sich der erfindungsgemäße Erfolg nicht einstellt.
Verarbeitungsprodukte, die aus Imprägnierharz-Zusammensetzungen hergestellt wurden,
die polymere Guanidin-Verbindungen, wie z.B. Polyhexamethylenguanidin (PHMG), und
ionische Netzmittel enthielten, wiesen zwar gute mechanische und optische Eigenschaften
auf, jedoch war - trotz der Anwesenheit der polymeren Guanidin-Verbindung, wie z.B.
Polyhexamethylenguanidin (PHMG) - entweder keine oder eine nur unzureichende antimikrobielle
Wirkung zu beobachten.
[0085] Netzmittel sind dem Fachmann bekannt und - in ionischer Form - übliche Bestandteile
gattungsgemäßer Imprägnierharz-Zusammensetzungen. Unter Netzmittel versteht der Fachmann
grenzflächenaktive Substanzen, die die Benetzbarkeit von Feststoffen durch Flüssigkeiten
verbessern. Netzmittel setzen die Oberflächenspannung von Flüssigkeiten und die Grenzflächenspannung
zwischen Flüssigkeit und Feststoffen herab. Grundsätzlich bestehen Netzmittel aus
einem unpolaren (hydrophoben) und einem polaren (hydrophilen) Teil. Als unpolarer
Teil kann z.B. eine Alkylgruppe dienen. Der polare Teil kann verschieden aufgebaut
sein und bestimmt die Klassifizierung des Netzmittels in nichtionische, anionische,
kationische und amphotere Netzmittel. Nichtionische Netzmittel können als unpolare
Gruppe einen Alkylrest (C
12-C
18) und als polare Gruppen eine Hydroxylgruppe und/oder eine Ethergruppe aufweisen.
Anionische Netzmittel weisen mindestens eine negativ geladene funktionale Gruppe auf.
Die polare Gruppe kann dabei eine negativ geladene funktionale Gruppe, insbesondere
-COO-(Carboxylat), -SO
3- (Sulfonat) oder -SO
42- (Sulfat) sein. Kationische Netzmittel können als polare Gruppe beispielsweise eine
quartäre Ammonium-Gruppe (R
4N
+) aufweisen.
[0087] Das erfindungsgemäß einsetzbare Netzmittel ist ein nichtionisches Netzmittel. Bevorzugte
nichtionische Netzmittel sind ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyalkylenglycolether,
Alkylpolyglucosiden und Nonylphenolethoxylaten und Fettalkoholethoxylaten und deren
Mischungen. Besonders bevorzugt sind Polyalkylenglycolether und insbesondere bevorzugt
sind Fettalkoholethoxylate (FAEO).
[0088] In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Imprägnierharz-Zusammensetzung das
nichtionische Netzmittel in einer Menge von 0,1 bis 3 Gew.-%, bevorzugt von 0,2 bis
1,0 Gew.-% und insbesondere bevorzugt von 0,2 bis 0,4 Gew.-%, bezogen auf den Festharzanteil
des Melamin-Formaldehyd-Harzes, auf.
[0089] Als Komponente c) enthält die erfindungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzung ein
nichtionisches Trennmittel. Überraschenderweise wurde festgestellt, dass durch den
Einsatz eines nichtionischen Trennmittels die oben aufgeführten, aus dem Stand der
Technik bekannten Probleme weitestgehend vermieden oder reduziert werden können, aber
dennoch die hohen Anforderungen an Imprägnierharze erfüllt werden können. Die erfindungsgemäß
eingesetzten nichtionischen Trennmittel weisen eine gute Kompatibilität mit der Imprägnierharz-Zusammensetzung
und dem darin enthaltenen Polyhexamethylenguanidin (PHMG) auf.
[0090] Unter Trennmittel werden allgemein feste oder flüssige Stoffe verstanden, die die
Adhäsionskräfte zwischen zwei aneinandergrenzenden Oberflächen (beispielsweise Formteil/Form)
verringern, d. h. ihr Verkleben verhindern, indem sie zwischen beiden Oberflächen
einen leicht trennbaren Film bilden (Adhäsivmittel). Die allgemeinen Eigenschaften
von Trennmitteln sind chemische Indifferenz, gutes Spreitungs-Vermögen, ein dem Verarbeitungsprozess
angepasster Schmelzpunkt, geringe Flüchtigkeit und bei Flüssigkeiten geringe Löslichkeit
in der zu trennenden Substanz. Trennmittel werden beispielsweise in Form von Dispersionen
(Emulsionen oder Suspensionen), Sprays, Pasten, Pulvern angewendet. Einen Sonderfall
stellen die sogenannten internen Trennmittel dar, welche in das zu entformende Gut
eingemischt werden und sich entweder an der Oberfläche des zu entformenden Guts anzureichern
vermögen oder eine schnellere Aushärtung der Oberfläche des zu entformenden Guts bewirken.
Typische Trennmittel sind Silicone (in Form von Ölen, Öl-Emulsionen in Wasser, Fetten
u. Harzen), Wachse (im Wesentlichen natürliche u. synthetische Paraffine mit und ohne
funktionelle Gruppen), Metallseifen (Metall-Salze von Fettsäuren, wie Calcium-, Blei-,
Magnesium-, Aluminium-, Zinkstearat), Fette, Polymere (Polyvinylalkohol, Polyester
u. Polyolefine), Fluorkohlenstoffe, anorganische Trennmittel in Form von Pudern (wie
Graphit, Talk und Glimmer). Trennmittel können unterschiedliche Strukturen aufweisen
und können daher in anionische, kationische und nichtionische Trennmittel unterteilt
werden.
[0091] In gattungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzungen werden vom Fachmann üblicherweise
vor allem ionische Trennmittel eingesetzt. Hierzu zählen Fettsäurealkylsulfonate,
Fettsäurealkylphosphate. Diese ionischen Trennmittel haben den Vorteil, dass sie synthetisch
gut zugänglich sind und damit wirtschaftlich günstig.
[0092] Praktische Versuche haben gezeigt, dass durch Verwendung der üblicherweise in Imprägnierharz-Zusammensetzungen
eingesetzten ionischen Trennmittel sich der erfindungsgemäße Erfolg nicht einstellt.
Verarbeitungsprodukte, die aus Imprägnierharz-Zusammensetzungen hergestellt wurden,
die polymere Guanidin-Verbindungen, wie z.B. Polyhexamethylenguanidin (PHMG), und
ionische Trennmittel enthielten, wiesen zwar gute mechanische und optische Eigenschaften
auf, jedoch war - trotz der Anwesenheit der polymeren Guanidin-Verbindung, wie z.B.
Polyhexamethylenguanidin (PHMG) - entweder keine oder eine nur unzureichende antimikrobielle
Wirkung zu beobachten.
[0093] Bevorzugte nichtionische Trennmittel sind ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus
Fettsäureglyceriden, ethoxylierten Fettalkoholen und höhere Fettsäurephosphatestern
und deren Mischungen. Besonders bevorzugt sind Fettsäureglyceride und insbesondere
bevorzugt sind ethoxylierte Fettalkohole.
[0094] In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Imprägnierharz-Zusammensetzung das
nichtionische Trennmittel in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Gew.-%, bevorzugt von 0,2
bis 0,5 Gew.-% und insbesondere bevorzugt von 0,2 bis 0,4 Gew.-%, bezogen auf den
Festharzanteil des Melamin-Formaldehyd-Harzes, auf.
[0095] Als Komponente d) enthält die erfindungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzung einen
Härter. Härter werden bei den Imprägnierharzen zur Förderung der Kondensation bzw.
der Aushärtung eingesetzt. Härter, welche in gattungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzungen
eingesetzt werden, setzen typischerweise in Gegenwart von Wasser und/oder bei Wärmeeinwirkung
mindestens eine Säure frei. Besonders bevorzugt setzt der erfindungsgemäß einzusetzende
Härter in Gegenwart von Wasser und/oder bei Wärmeeinwirkung eine Säure frei. Auf diese
Weise kann gezielt gesteuert werden, unter welchen Bedingungen der Härter die Säure
freisetzt. Dies erlaubt eine gute Kontrolle über das Verfahren. Typischerweise wird
eine Brönsted-Säure freigesetzt. Brönsted-Säuren sind dem Fachmann allgemein bekannt.
Beispiele und Eigenschaften von Brönsted-Säuren sind beispielsweise im "
Basiswissen der Chemie", C. Mortimer, Thieme, 7. Auflage, 2001 auf den Seiten 281
bis 290 beschrieben. Ferner kann als Härter auch eine Brönsted-Säure eingesetzt werden.
[0096] Erfindungsgemäß einsetzbare Härter sind beispielsweise para-Toluolsulfonsäure, Morpholin,
para-Toluolsulfonsäure-Morpholinsalze, Alkylaminsalze, Ammonium-Salze, Morpholin-p-Toluolsulfonat,
Ethanolamin-Hydrochlorid und deren Mischungen.
[0097] In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Imprägnierharz-Zusammensetzung den
Härter in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Gew.-%, bevorzugt von 0,3 bis 0,8 Gew.-% und
insbesondere bevorzugt von 0,5 bis 0,6 Gew.-%, bezogen auf den Festharzanteil des
Melamin-Formaldehyd-Harzes, auf.
[0098] Praktische Versuche haben gezeigt, dass obwohl es bei den Komponenten Netzmittel
und Trennmittel in der erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung wichtig ist,
nichtionische Vertreter einzusetzen, die üblichen Säure-freisetzenden Härter ohne
Qualitätseinbußen verwendet werden können.
[0099] Als Komponente e) enthält die erfindungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzung Polyhexamethylenguanidin
(PHMG).
[0100] Polyhexamethylenguanidin (PHMG) ist eine polymere Guanidin-Verbindung, insbesondere
eine polymere Mono-Guanidin-Verbindung, und weist als Strukturelement nur Mono-Guanidin-Gruppen
auf, welche nachfolgend beispielhaft dargestellt ist.

[0102] Die in Polyhexamethylenguanidin (PHMG)enthaltenen Guanidingruppen können auch in
geladener Form vorliegen, insbesondere als Kationen in einem Salz mit Gegenanion.
[0103] Polyhexamethylenguanidin (PHMG) weist die Strukturformel (I) auf.

[0104] PHMG ist kommerziell erhältlich. PHMG ist beispielsweise unter der
CAS-Nr. 57028-96-3 (PHMG-Hydrochlorid) erhältlich.
[0105] Wenn hier oder an anderer Stelle von Polyhexamethylenguanidin (PHMG) die Rede ist,
dann sind damit auch jegliche Salze oder sonstigen Derivate davon gemeint. Besonders
vorteilhaft ist, wenn Polyhexamethylenguanidin (PHMG) in einer wasserlöslichen Form
vorliegt, z.B. als Salz. Praktische Versuche haben gezeigt, dass dies ein gutes Einarbeiten
bzw. Einkondensieren des Polyhexamethylenguanidin (PHMG) in die Melamin-Formaldehyd-Struktur
ermöglicht.
[0106] Die Salze von Polyhexamethylenguanidin (PHMG) zeigen ferner eine geringere korrosive
Wirkung, sodass die bei der Herstellung der Imprägnierharz-Zusammensetzung und den
daraus erhältlichen Harzbeschichtungen, Laminaten oder Imprägnaten eingesetzten metallischen
Geräte geschont werden und sich auch das Anwendungsspektrum verbessert. Unabhängig
von der geringeren Korrosivität erhöht sich durch die bevorzugten Ionen die Umwelt-verträglichkeit
des Produktes bzw. seiner Abbauprodukte.
[0107] Vorzugsweise liegt das Polyhexamethylenguanidin (PHMG) als Salz, insbesondere als
wasserlösliches Salz vor.
[0108] Das Salz von Polyhexamethylenguanidin (PHMG) kann ausgewählt sein aus der Gruppe,
bestehend aus Hydrochlorid, Chlorid, Hydroxid, Phosphat, Fluorid, Bromid, Jodid, Formiat,
Acetat, Diphosphat, Sulfat, Sulfid, Sulfit, Nitrat, Thiocyanat, Thiosulfat, Carbonat,
Maleat, Fumarat, Tartrat, Mesylat, Glukonat und Toluolsulfonat, wobei Hydrochlorid,
Chlorid, Hydroxid, Phosphat, Hydrogenphosphat, Formiat, Citrat, Diphosphat, Acetat
und Carbonat bevorzugt sind. Besonders bevorzugt ist Formiat, Hydrochlorid und/oder
Chlorid. Insbesondere bevorzugt ist, wenn als Polyhexamethylenguanidin (PHMG)PHMG-Hydrochlorid
(PHMG
∗HCI) eingesetzt wird.
[0109] Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß einsetzbaren Polyhexamethylenguanidin (PHMG)ist,
dass sich sein Einsatz auf einfache Weise in übliche Verfahren der Imprägnat- und/oder
Laminatherstellung integrieren lässt. Die Wasserlöslichkeit von Polyhexamethylenguanidin
(PHMG) ist von besonderem Vorteil. Flüssigkeiten allgemein, insbesondere wässrige
Lösungen oder Suspensionen lassen sich gut in die üblichen Verfahrensschritte und
Anlagen, die bei der Imprägnat- und/oder Laminatherstellung Einsatz finden, integrieren.
Es sind keine aufwändigen Zwischenschritte oder Verfahrensunterbrechungen erforderlich.
Aufgrund der Wasserlöslichkeit von Polyhexamethylenguanidin (PHMG) bzw. seiner Salze
müssen keine organischen Lösungsmittel in die erfindungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzung
eingebracht werden. Derartige Lösungsmittel stellen zum einen eine Brandgefahr und
zum anderen eine zusätzliche, potentiell gesundheitsschädliche Emissionsquelle dar.
[0110] Weiterhin wurde gefunden, dass schon geringe Konzentrationen des erfindungsgemäß
einzusetzenden Polyhexamethylenguanidin (PHMG)in der Imprägnierharz-Zusammensetzung
ausreichen, um in den daraus erhältlichen Verarbeitungsprodukten, beispielsweise in
einer Harzbeschichtung, einem Laminat oder Imprägnat, die gewünschte Beständigkeit
gegenüber Mikroorganismen zu erreichen.
[0111] In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Imprägnierharz-Zusammensetzung Polyhexamethylenguanidin
(PHMG)in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 1,0 bis 5,0 Gew.-% und
insbesondere bevorzugt von 1,0 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf den Festharzanteil des
Melamin-Formaldehyd-Harzes, auf.
[0112] Neben den oben beschriebenen Komponenten a) bis e) kann die erfindungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzung
weitere Zusatzstoffe enthalten.
[0113] So enthält die Imprägnierharz-Zusammensetzung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
einen oder mehrere mehrwertige Alkohole. Besonders bevorzugt sind C2- bis C12-Diole
wie beispielsweise Diethylenglykol, Propylenglykol, Butandiol-1,4, Butylenglykol,
Pentandiol, Propantriol und/oder Hexandiol, insbesondere Diethylenglykol. Die mehrwertigen
Alkohole werden bevorzugt in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 5
Gew.-% und insbesondere bevorzugt 3,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Festharzanteil
des Melamin-Formaldehyd-Harzes, eingesetzt. Die vorgenannten Alkohole erfüllen insbesondere
die Funktion eines Weichmachers.
[0114] Ferner kann die Imprägnierharz-Zusammensetzung Weichmacher enthalten. Bevorzugte
Weichmacher sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ε-Caprolactam, Paratoluolsulfonamid
und deren Mischungen. Bevorzugt wird der Weichmacher in einer Menge von 0,1 bis 10
Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 3 Gew.-% und insbesondere bevorzugt 0,5 bis 2,5 Gew.-%,
bezogen auf den Festharzanteil des Melamin-Formaldehyd-Harzes, eingesetzt.
[0115] Es wurde auch gefunden, dass sich vorteilhafte Ergebnisse einstellen, je geringer
der Anteil von anionischen Netzmitteln und/oder anionischen Trennmitteln in der Imprägnierharz-Zusammensetzung
ist. Praktische Versuche haben ergeben, dass die üblicherweise in Imprägnierharz-Zusammensetzungen
eingesetzten anionischen Netzmittel und/oder anionischen Trennmittel in Verbindung
mit den übrigen Komponenten a), d) und e), insbesondere der polymeren Guanidin-Verbindung
e), zu schlechteren Ergebnissen hinsichtlich antimikrobieller Aktivität, mechanischen
und/oder optischen Eigenschaften führen. Daher ist es gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen, deren Einsatz zu minimieren oder diese gar nicht erst einzusetzen.
[0116] In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Imprägnierharz-Zusammensetzung höchstens
0,05 Gew.-% anionische Netzmittel, insbesondere höchstens 0,01 Gew.-% anionische Netzmittel,
bezogen auf den Festharzanteil des Melamin-Formaldehyd-Harzes, und/oder höchstens
0,05 Gew.-% anionische Trennmittel, insbesondere höchstens 0,01 Gew.-% anionische
Trennmittel, bezogen auf den Festharzanteil des Melamin-Formaldehyd-Harzes, auf. Vorzugsweise
weist die Imprägnierharz-Zusammensetzung kein anionisches Netzmittel und/oder anionisches
Trennmittel auf. Anders ausgedrückt enthält die erfindungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzung
vorzugsweise als Netzmittel ausschließlich nichtionische Netzmittel und/oder als Trennmittel
ausschließlich nichtionische Trennmittel.
[0117] In einer weiteren Ausführungsform kann die Imprägnierharz-Zusammensetzung ferner
als weitere Komponente f) eine quaternäre Ammonium-Verbindung enthalten. Vorzugsweise
ist die quaternäre Ammonium-Verbindung ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Didecyldimethylammoniumchlorid
(DDAC), Dimethyloctadecyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammonium, Dimethyltetradecyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammoniumchlorid,
Alkyl (C
12-18)dimethylbenzylammoniumchlorid (ADBAC(C
12-18)), Alkyl(C
12-16)dimethylbenzylammoniumchlorid (ADBAC/BKC(C
12-16)), Didecyldimethylammoniumchlorid (DDAC(C
8-10)), Alkyl(C
12-14)dimethylbenzylammoniumchlorid (ADBAC(C
12-14)) und Alkyl(C
12-14)ethylbenzylammonium chlorid (ADEBAC(C
12-14)), Dialkyl(C
8-10)dimethylammoniumchlorid, Alkyl(C
12-14)dimethyl(ethylbenzyl)ammoniumchlorid.
[0118] Die quaternäre Ammonium-Verbindung kann dabei in einer Menge von 0,01 bis 3 Gew.-%,
bevorzugt 0,1 bis 2 Gew.-%und insbesondere bevorzugt 0,5 bis 1 Gew.-%, bezogen auf
den Festharzanteil des Melamin-Formaldehyd-Harzes, in der Imprägnierharz-Zusammensetzung
enthalten sein.
[0119] Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Imprägnierharz-Zusammensetzung. Die Imprägnierharz-Zusammensetzung wird durch Mischen
der Komponenten a) bis e) erhalten. Die Imprägnierharz-Zusammensetzung kann durch
gängige Verfahren hergestellt werden.
[0120] In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Melamin-Formaldehyd-Harz als Vorkondensat
in einem wässrigen Medium mit Melamin und Formaldehydlösung umgesetzt Das Polyhexamethylenguanidin
(PHMG) kann vor, während oder nach der Umsetzung des Melamins mit dem Formaldehyd
hinzugefügt werden. Vorzugsweise wird das Polyhexamethylenguanidin (PHMG) gemeinsam
mit dem Weichmacher hinzugefügt. Vorteilhafterweise liegt der pH-Wert der wässrigen
Kondensationsphase im Bereich von 8,2 bis 9,7, bevorzugt 8,4 bis 9,4, insbesondere
8,8 bis 9,3. Der Temperaturbereich liegt bevorzugt bei 80 bis 120°C und besonders
bevorzugt bei 95 bis 103 °C. Das Molverhältnis von Melamin zu Wasser beträgt bevorzugt
0,1 bis 3,0, bevorzugter 0,1 bis 2,8 und besonders bevorzugt 0,1 bis 2,5. Zur Einstellung
dieser Bereiche kann gegebenenfalls Wasser durch Destillation bei Normaldruck entfernt
werden. Melamin wird üblicherweise in fester Form eingesetzt. Formaldehyd kommt üblicherweise
in Form konzentrierter wässriger Lösungen, beispielsweise als 30 bis 60 Gew.-%-ige
wässrige Lösung, bevorzugt als 40 bis 45 Gew.-%-ige Lösung, zum Einsatz. Vorteilhafterweise
wird die Kondensationsreaktion so lange durchgeführt, bis die Imprägnierharz-Zusammensetzung
einen Trübungspunkt von 40 bis 45 °C aufweist.
[0121] Es können auch die oben genannten Stoffe zugefügt werden. Im Übrigen gilt das oben
zu den Komponenten a) bis e) bzw. für die oben genannten Stoffe das jeweils dazu bereits
Gesagte.
[0122] Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Harzbeschichtung erhältlich durch
Kondensation der erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung.
[0123] Wenn hier von "Harzbeschichtung" die Rede ist, so ist damit die ganz oder teilweise
ausgehärtete, d.h. kondensierte, erfindungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzung gemeint.
Bezüglich der Bestandteile und Eigenschaften der Harzbeschichtung gilt daher das bereits
zur erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung Gesagte.
[0124] Es wurde gefunden, dass die erfindungsgemäße Harzbeschichtung den hohen Qualitätsanforderungen
an Oberflächen in der Laminatherstellung genügt. Insbesondere zeigen die erfindungsgemäßen
Harzbeschichtungen eine fast vollständige Transparenz und/oder die Erhaltung des hohen
Glanzes des Laminats nach Aufbringung und Aushärtung der erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung.
Ferner haben praktische Versuche gezeigt, dass die erfindungsgemäße Harzbeschichtung
eine normkonforme Mikrokratzbeständigkeit aufweist. Diese wurde mittels eines modifizierten
Martindale Tests, einem genormtem Prüfverfahren zur Bestimmung der Mikrokratzbeständigkeit
bei Laminatböden (DIN EN ISO 12947:04/1999 bzw. IHD W-445, Version Mai 2007), bestimmt.
[0125] Die erfindungsgemäße Harzbeschichtung enthält bevorzugt das Melamin-Formaldehyd-Harz
und Polyhexamethylenguanidin (PHMG), deren Co-Kondensat und/oder oben beschriebene
Imprägnierharz-Zusammensetzung. Zu diesen Komponenten gilt das oben bereits Gesagte.
[0126] Die Kondensation bzw. das Aushärten der erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung
zu der Harzbeschichtung kann unter Einwirkung des in der Imprägnierharz-Zusammensetzung
enthaltenen Härters, erhöhter Temperatur und/oder Druck stattfinden. Dies kann beispielsweise
bei der Vortrocknung eines Imprägnats, Overlays und/oder bei dem Verpressen zu einem
Laminat der Fall sein. Es ist auch denkbar, dass ein weiterer Kondensationsprozess
während der Lagerung des Imprägnats, Overlays und/oder eines Laminats erfolgt. Dies
kann beispielsweise durch weitere Anwesenheit oder nachträgliche Freisetzung eines
Härters bei dem gelagerten oder bereits verbauten Imprägnat, Overlay und/oder Laminat
geschehen. Im Übrigen gilt das zur Kondensation bzw. Aushärten bereits weiter oben
Gesagte.
[0127] Da das Polyhexamethylenguanidin (PHMG) während des Aushärtens in die Melamin-Formaldehyd
Matrix einpolymerisiert, ist die Harzbeschichtung gemäß einer Ausführungsform dadurch
gekennzeichnet, dass sie ein Co-Kondensat aus dem Melamin-Formaldehyd-Harz (Komponente
a)) und Polyhexamethylenguanidin (PHMG) (Komponente e)) enthält. Für die Harzbeschichtung
sowie für die Komponenten a) bis e) gilt jeweils das bereits Gesagte. Die Harzbeschichtung
kann die oben beschrieben zusätzlichen Substanzen bzw. Additive enthalten.
[0128] Die Harzbeschichtung kann im Wesentlichen ganz oder teilweise aus dem Co-Kondensat
bestehen. Die Harzbeschichtung wird vorzugsweise durch Kondensation bzw. Aushärten
erhalten. Insbesondere wird die Harzbeschichtung durch ganze oder teilweise Kondensation
bzw. Aushärten der erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung erhalten.
[0129] Die Harzbeschichtung kann beispielsweise als Beschichtung, insbesondere als Melamin-Formaldehyd-Lack
oder als sogenanntes Flüssig-Overlay vorliegen. Die Harzbeschichtung kann als Teil
eines Laminats vorliegen. Die Harzbeschichtung kann aber auch selbst ein Trägermaterial
enthalten. In dieser Ausführungsform kann die Harzbeschichtung beispielsweise als
Teil eines Laminats vorliegen.
[0130] In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Harzbeschichtung die folgenden Komponenten:
g) ein Co-Kondensat aus Melamin-Formaldehyd-Harz und Polyhexamethylenguanidin (PHMG),
b) ein nichtionisches Netzmittel,
c) ein nichtionisches Trennmittel, und
d) einen Härter.
[0131] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Komponente g) ein Co-Kondensat
aus dem Melamin-Formaldehyd-Harz und PHMG-HCl.
[0132] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Harzbeschichtung eine Dicke
von 0,01 bis 2 mm, bevorzugt von 0,05 bis 1 mm und insbesondere bevorzugt von 0,1
bis 0,3 mm auf.
[0133] Die erfindungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzung und Harzbeschichtung lassen sich
in der Holzwerkstoff-, Imprägnat- und/oder Laminatherstellung verwenden.
[0134] Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Imprägnat, enthaltend
- i) die erfindungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzung
- ii) ein Imprägnatträgermaterial.
[0135] Unter "Imprägnat", wie hier verwendet, wird ein lagerfähiges Erzeugnis verstanden,
welches insbesondere ein saugfähiges Imprägnatträgermaterial, das mit der erfindungsgemäßen
Imprägnierharz-Zusammensetzung beschichtet, imprägniert oder getränkt wurde, enthält.
Hierbei befindet sich typischerweise auf der äußersten Schicht bzw. der Oberfläche
des Imprägnats eine mindestens teilweise molekulare Schicht der (teil-)ausgehärteten
Imprägnierharz-Zusammensetzung. Das Imprägnat kann aber auch bewusst ganz oder teilweise
mit dem Imprägnierharz getränkt, beschichtet oder imprägniert sein.
[0136] Überraschenderweise wurde gefunden, dass das erfindungsgemäße Imprägnat eine hervorragende
Stabilität gegenüber äußeren Einflüssen aufweist, und gleichzeitig die geforderten
Qualitätsmerkmale sowie die antimikrobielle Wirksamkeit beibehält.
[0137] Vorteilhaft ist auch die hervorragende Lagestabilität des Imprägnats. Das Imprägnat
zeigte während und nach der Lagerung keine Qualitätseinbußen. Dies ist ein wichtiger
Aspekt u.a. bei der Laminatherstellung, da Imprägnate typischerweise vor der Weiterverarbeitung
zu z.B. Laminaten separat hergestellt und über Wochen zwischengelagert werden. Daher
müssen solche Imprägnate nicht nur auch nach Wochen weiter verarbeitbar sein, sondern
im vorliegenden Fall auch ihre antimikrobiellen Eigenschaften beibehalten. Da in vorherigen
Versuchen mit anderen antimikrobiellen Substanzen mehrfach gefunden wurde, dass diese
teilweise schon bei der Herstellung und auch bei der Weiterverabeitung ihre antimikrobielle
Wirkung verloren, war es überraschend, dass das erfindungsgemäße Imprägnat zum einen
nach Lagerung problemlos weiterverarbeitet werden und zum anderen auch nach der Lagerung
und/oder Weiterverarbeitung zufriedenstellende antimikrobielle Eigenschaften aufwies.
[0138] Das erfindungsgemäße Imprägnat weist mindestens eine Schicht i) auf mindestens einer
seiner Hauptseiten auf, die ganz oder teilweise aus der Imprägnierharz-Zusammensetzung
besteht oder diese enthält. Wenn hier oder anderer Stelle von "Hauptseiten" oder "beiden
Hauptseiten" bzw. "einer der Hauptseiten" die Rede ist, dann sind damit die Ober-
und Unterseite bzw. mindestens die Ober- und/oder die Unterseite des Imprägnatträgermaterials,
des Imprägnats oder des Laminats gemeint. Wenn hier oder anderer Stelle von "Oberseite"
die Rede ist, dann ist damit die im späteren Produkt nach Außen liegende Seite gemeint.
Entsprechend ist die "Unterseite" die der Oberseite gegenüberliegende Seite. Beispielsweise
bedeutet dies für die Verarbeitung eines fertigen Imprägnats in der Laminatherstellung,
dass die Oberseite die, bezogen auf den Innenausbau, nach Innen gerichtete Seite ist,
wohingegen die Unterseite zu dem Laminatträgermaterial zeigt.
[0139] Typischerweise wird das Imprägnat dadurch erhalten, dass ein Imprägnatträgermaterial
mit der erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung getränkt, beschichtet und/oder
imprägniert wurde bevor sie unter Druck und/oder Temperatur zum Imprägnat getrocknet
oder vorgetrocknet wurde. Die Imprägnierharz-Zusammensetzung kann durch Sprühen, Tauchen
oder Walzen auf das Imprägnatträgermaterial auf mindestens eine der Hauptseiten des
Imprägnatträgermaterials aufgetragen werden. Es ist bei dem erfindungsgemäßen Imprägnat
vorgesehen, dass das Aufbringen der Imprägnierharz-Zusammensetzung direkt auf das
Imprägnatträgermaterial erfolgt. Es erfolgt keine vorherige Beschichtung mit einem
Imprägnier- oder Tränkharz. Das Imprägnieren bzw. Tränken oder Beschichten kann auch
mehrfach vorgenommen werden, wobei optional nach jedem Beschichtungs-, Imprägnierungs-
und/oder Tränkungsschritt die Schicht i) ganz oder teilweise getrocknet werden kann.
Bei der sich an die Imprägnierung, Tränkung und/oder Beschichtung anschließende Druck-
und/oder Temperatureinwirkung kann ein ganz oder teilweises Aushärten bzw. Kondensieren
der Imprägnierharz-Zusammensetzung stattfinden, wodurch sich die erfindungsgemäße
Harzbeschichtung ganz oder teilweise ausbilden kann. Typischerweise werden die erfindungsgemäßen
Imprägnate mit der Imprägnierharz-Zubereitung imprägniert und/oder getränkt, sodass
mindestens eine der Hauptseiten des Imprägnatträgermaterials oder beide Hauptseiten
des Imprägnatträgermaterials zumindest eine molekulare Schicht der Imprägnierharz-Zusammensetzung
bzw., wenn diese aushärtet, die Harzbeschichtung aufweisen. Ferner weist das Imprägnat
mindestens nach der Beschichtung, Tränkung und/oder Imprägnierung eine molekulare
Schicht der Imprägnierharz-Zusammensetzung bzw., wenn diese aushärtet, der Harzbeschichtung
auf seiner Oberseite auf. Auch bei einem Imprägnat, welches mit der Imprägnierharz-Zusammensetzung
durchtränkt wurde, liegt trotz Durchtränkung des Imprägnatträgermaterials mit der
erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung bzw. der daraus erhältlichen Harzbeschichtung
eine zumindest molekulare Schicht Imprägnierharz-Zusammensetzung bzw. der daraus erhältlichen
Harzbeschichtung auf einer der Hauptseiten des Imprägnatträgermaterials vor. Gemäß
einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Imprägnats weist das Imprägnat mindestens
auf einer seiner Hauptseiten eine Schicht der erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung
oder die erfindungsgemäßen Harzbeschichtung auf. Insbesondere befindet sich diese
Schicht i) mindestens auf der Oberseite des Imprägnatträgermaterials bzw. des Imprägnats.
In einer ganz bevorzugten Ausführungsform ist die Schicht i) des erfindungsgemäßen
Imprägnats ein Flüssig-Overlay, das ganz oder teilweise aus der Imprägnierharz-Zusammensetzung
besteht oder diese enthält.
[0140] In einer weiteren Ausführungsform weist das Imprägnat die Imprägnierharz-Zusammensetzung
in einer Menge von 30 bis 600 Gew.-%, 350 bis 550 Gew.-% oder 100 bis 180 Gew.-%,
jeweils bezogen auf das Trockengewicht des Imprägnats, auf.
[0141] In einer anderen Ausführungsform weist das Imprägnat die Imprägnierharz-Zusammensetzung
in einer Menge von 10 g/m
2 bis 250 g/m
2, bevorzugt 50 g/m
2 bis 150 g/m
2 und insbesondere bevorzugt 80 g/m
2 bis 120 g/m
2, bezogen auf eine der beiden Oberflächen des Imprägnats, auf.
[0142] Nach den Imprägnierungs-, Beschichtungs- und/oder Trocknungsschritten und bevor dieses
gelagert oder weiterverarbeitet wird, wird das Imprägnat auf eine definierte Restfeuchte
eingestellt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Imprägnat eine Restfeuchte
von bevorzugt 2 bis 8 Gew.-%, besonders bevorzugt 4 bis 6 Gew.-% auf.
[0143] Das erfindungsgemäße Imprägnat umfasst ein Imprägnatträgermaterial. Das Imprägnatträgermaterial
enthält vorzugsweise cellulosehaltiges und/oder lignocellulosehaltiges Material.
[0144] Wenn hier oder anderer Stelle von "cellulosehaltigen Material" und/oder "lignocellulosehaltigen
Material" die Rede ist, dann wird darunter jede Art von Material verstanden, das Cellulose
und/oder Lignocellulose enthält. Lignocellulose im Sinne der Erfindung enthält Lignin
sowie Cellulose und/oder Hemicellulose. "Cellulose" ist ein unverzweigtes Polysaccharid,
das aus mehreren hundert bis zehntausend Cellobiose-Einheiten besteht. Diese Cellobiose-Einheiten
bestehen wiederum aus zwei Molekülen Glucose, die über eine β-1,4-glykosidische Bindung
verknüpft sind. "Hemicellulose" ist eine Sammelbezeichnung für verschiedene Bestandteile
pflanzlicher Zellwände. Bei den Hemicellulosen handelt sich um verzweigte Polysaccharide
mit einer geringeren Kettenlänge - üblicherweise weniger als 500 Zuckereinheiten -
welche aus verschiedenen Zucker-Monomeren aufgebaut sind. Hemicellulose ist im Wesentlichen
aus verschiedenen Zucker-Monomeren, wie beispielsweise Glucose, Xylose, Arabinose,
Galactose und Mannose, aufgebaut, wobei die Zucker Acetyl- sowie Methylsubstituierte
Gruppen aufweisen können. Sie besitzen eine zufällige, amorphe Struktur und sind gut
hydrolysierbar. Xylose bzw. Arabinose bestehen zum überwiegenden Teil aus Zucker-Monomeren
mit fünf Kohlenstoffatomen (Pentosen). Mannose bzw. Galactose bestehen hauptsächlich
aus Zucker-Monomeren mit sechs Kohlenstoffatomen (Hexosen). "Lignine" sind amorphe,
unregelmäßig verzweigte aromatische Makromoleküle, welche in der Natur als Bestandteil
von Zellwänden vorkommen und dort die Verholzung (Lignifizierung) der Zelle bewirken.
Sie sind aus substituierten Phenylpropanol-Einheiten aufgebaut, zeigen einen lipophilen
Charakter und sind bei Zimmertemperatur in neutralen Lösemitteln, wie beispielsweise
Wasser, unlöslich. Vorläufersubstanzen von Lignin sind beispielsweise p-Coumaryl-Alkohol,
Coniferyl-Alkohol und Sinapyl-Alkohol. Die Molmassen von Lignin liegen üblicherweise
zwischen 10000 und 20000 g/mol.
[0145] Das cellulosehaltiges und/oder lignocellulosehaltiges Material können Partikel, Fasern
oder Material sein, die dieses enthalten. Die lignocellulosehaltigen Fasern sind vorzugsweise
Holzfasern. Diese Holzfasern können durch Zerfaserung von Holzpartikeln, Holzfasern,
Hackschnitzel oder feinteiligem Holzmaterial hergestellt werden. Bevorzugte Holzarten
für die Herstellung einer durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlichen Faserplatte
sind beispielsweise Nadelhölzer, insbesondere Kiefer- und/oder Fichtenholz. Die cellulosehaltigen
Materialen können Holz sein, aus Holz oder cellulosehaltigen Pflanzen stammen.
[0146] Das Imprägnatträgermaterial des erfindungsgemäßen Imprägnats ist bevorzugt ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Papier, Vlies, Glasvlies, Faservlies, Gewirke, Dekorpapier,
Overlaypapier, Karton, Regeneratpapier, Kernkarton, Pappe und Halbzellstoffen.
[0147] Unter "Papier" wird ein flächiger Werkstoff mit zwei Hauptseiten, d.h. einer Oberseite
und einer Unterseite, die von den vier Seitenkanten abzugrenzen sind, verstanden,
der im Wesentlichen aus cellulosehaltigen Fasern meist pflanzlicher Herkunft besteht
und durch Entwässerung einer Fasersuspension auf einem Sieb gebildet wird. Das dabei
entstehende Faservlies wird verdichtet und getrocknet. Papier wird in der Regel aus
Zellstoff oder aus Holzstoff (aus Holzschliff) oder auch aus Altpapier hergestellt.
Ein "Halbzellstoff' ist ein Rohstoff für die Papierherstellung, der aus Holz hergestellt
wird und vor allem aus Cellulose und Anteilen von Lignin besteht. Er stellt eine Zwischenstufe
zwischen Zellstoff und Holzstoff dar. Je nach flächenbezogener Masse (sogenanntes
Flächengewicht) und Eigenschaften wird zwischen Papier (7 g/m
2 bis 225 g/m
2), Karton (150 g/m
2 bis 600 g/m
2) oder Pappe (ab 225 g/m
2) unterschieden. Diese Unterscheidung kann nach DIN 6730 vorgenommen werden. Insbesondere
sind Papiere, Pappe und/oder Karton saugfähige Imprägnatträgermaterialien. Diese sind
vorzugsweise in der Lage, bis zum 7-fachen ihres Trockengewichts der Imprägnierharz-Zusammensetzung
aufzunehmen. Ein Dekorpapier ist ein bedrucktes oder gefärbtes Spezialpapier, das
zur dekorativen Beschichtung von Holzwerkstoffen verwendet werden kann. Ein Overlaypapier
ist in der Regel ein mindestens teilweise bis gänzlich transparentes (dünnes) Papier,
welches beispielsweise bei einem Laminatpaneel den Blick auf das darunter liegende
Dekorpapier oder Imprägnatträgermaterial ermöglicht. Overlay und/oder Dekorpapiere
werden in der Praxis häufig in Form von Imprägnaten als fertiges einzelnes oder miteinander
kombiniertes Produkt bereitgestellt.
[0148] Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Laminat, enthaltend
iii. mindestens ein Laminatträgermaterial, und
iv. die erfindungsgemäße Harzbeschichtung
[0149] "Laminat", wie hier verwendet, bezeichnet ein Erzeugnis, das mindestens zwei flächig
miteinander verbundene Schichten umfasst. Diese mindestens zwei Schichten können aus
gleichen oder unterschiedlichen Materialien bestehen. In der Regel besteht eine dieser
Schichten aus einem Laminatträgermaterial iii) auf welches das die erfindungsgemäße
Harzbeschichtung iv) als zweite Schicht aufgebracht worden ist.
[0150] Laminate werden vielseitig im Hausbau, insbesondere im Innenausbau, sowie im Möbelbau
eingesetzt, beispielsweise als Wandelement für den Außen- oder Innenbereich, als Laminatfußböden
oder für Vorder- und Rückfronten von Möbeln. Die dafür eingesetzten Laminate sind
in der Regel aus mindestens zwei Schichten bestehende, quaderförmige Flachprodukte,
welche durch sechs Oberflächen definiert sind: Vier Kantenflächen sowie eine Ober-
und Unterseite, wobei die Oberseite und die Unterseite hier zusammen und in Abgrenzung
zu den Kantenflächen als "Hauptseiten" oder "Oberflächen des Laminats" bezeichnet
werden. Mit der Oberseite ist die beim Innenausbau nach Innen gerichtete Seite gemeint.
Bei Laminaten, die als Fußbodenpanelen verwendet werden, bedeutet damit "Oberseite"
die Seite, die vom Benutzer nach Verbau der Laminatpaneele betreten und betrachtet
wird. Damit grenzt sich die "Oberseite" von der "Unterseite" ab, welche beim Innenausbau
auf dem Unterbau oder Boden liegt.
[0151] An die Deckschicht von Laminaten werden hohe Anforderungen hinsichtlich der optischen
oder die Optik beeinflussenden Eigenschaften gestellt. Hierzu zählen beispielsweise
Abriebfestigkeit, Härte, Transparenz, Glanz, Farbechtheit und Lichtbeständigkeit.
Die oberste Schicht von Laminaten ("Deckschicht") ist vielfach so ausgestaltet, dass
sie einen Blick auf das darunter liegende Dekorpapier (wenn vorhanden) oder Laminatträgermaterial
ermöglicht, also hochtransparent ist, aber dennoch ausreichend hart und abriebfest
ist. Überraschenderweise genügt das erfindungsgemäße Laminat diesen Anforderungen.
In praktischen Versuchen hat sich gezeigt, dass das erfindungsgemäße Laminat eine
hervorragende Beständigkeit und langhaltende antimikrobielle Wirkung aufweist. Dies
war überraschend, da nicht vorherzusehen war, dass sich trotz des Einpolymerisierens
der polymeren Guanidin-Verbindung zum einen eine beständige, kratzfeste Oberflächenbeschichtung
ausbildet, und zum anderen die antimikrobielle Wirkung erhalten bleibt. Ferner wurde
auch gefunden, dass wenn das erfindungsgemäße Laminat im Möbelbau oder als Fußbodenbelag
eingesetzt wird, es den hohen alltäglichen Beanspruchungen standhält. Insbesondere
weist die oberste Schicht des Laminats eine hohe Mikrokratzbeständigkeit auf und behält
trotz der alltäglichen Beanspruchungen seine sehr hohe Transparenz und Lichtechtheit
bei, so dass der gewünschte Blick auf das darunterliegende Dekor- oder Laminatträgermaterial
freigehalten wird.
[0152] Die erfindungsgemäßen Laminate weisen einen schichtweisen Aufbau auf, wobei bezogen
auf den Innenausbau, üblicherweise die oberste Schicht aus dem erfindungsgemäßen Imprägnat
hergestellt ist. Hierbei bildet die Schicht i) des Imprägnats die oberste Schicht
des Laminats. Diese oberste Schicht wird hier auch als "Deckschicht" bezeichnet Diese
Deckschicht hat die Funktion, der hohen äußeren Beanspruchung standzuhalten und trotzdem
durch sehr hohe Transparenz und Lichtechtheit den Blick auf das darunterliegende Dekor-
oder Laminatträgermaterial freizugeben. Da das Laminat aus u.a dem erfindungsgemäßen
Imprägnat herstellt ist oder die erfindungsgemäße Harzbeschichtung aufweist, enthält
die Deckschicht eine Beschichtung, die aus der erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung
herstellt ist oder die erfindungsgemäße Harzbeschichtung aufweist oder ganz daraus
besteht. Insbesondere kann es sich bei der Deckschicht um die Harzbeschichtung in
Form eines Flüssig-Overlays oder in Form eines Melamin-Formaldehyd Lacks handeln.
Unter der Deckschicht kann insbesondere ein Dekorpapier vorhanden sein, welches ebenfalls
die ganz- oder teilweise ausgehärtete erfindungsgemäße Imprägnierharz-Zusammensetzung
enthalten kann.
[0153] Als weitere Schicht weisen erfindungsgemäße Laminate ein Laminatträgermaterial iii)
auf, auf dessen Oberseite das erfindungsgemäße Imprägnat aufgebracht ist. Als weitere
Schicht können erfindungsgemäße Laminate, insbesondere unterseitig zum Laminatträgermaterial,
einen sogenannten Gegenzug bzw. Gegenzugsschicht aufweisen. Der Gegenzug bzw. die
Gegenzugschicht ist dazu da, dass sich das Laminat bei Belastung durch die auftretenden
Biegekräfte nicht verformt. Der Gegenzug bzw. die Gegenzugschicht kann beispielsweise
in Form eines Papiers oder einer Kunststoffschicht vorliegen.
[0154] Das erfindungsgemäße Laminat umfasst mindestens ein Laminatträgermaterial. Das Laminatträgermaterial
enthält vorzugsweise cellulosehaltiges und/oder lignocellulosehaltiges Material.
[0155] Das mindestens eine Laminatträgermaterial kann hierbei ausgewählt sein aus der Gruppe
bestehend aus Papier, Pappe, Dekorpapier, Karton, Kernkarton, Halbzellstoffe, Vlies,
Faservlies, Gewirke, Holz, Holzwerkstoffe und Vollholzplatten. Denkbar und üblich
ist ferner, dass das Laminatträgermaterial Kombinationen mehrerer der vorgenannten
Materialien enthält.
[0156] Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Laminatträgermaterial um eine
Holzwerkstoffplatte. Das Laminatträgermaterial kann ein Holzwerkstoff sein. Bevorzugte
Holzwerkstoffe sind Holzspanwerkstoffe oder Faserplatten. Wenn hier oder an anderer
Stelle von "Platte" die Rede ist, dann ist damit ein quaderförmiges Flachprodukt gemeint,
welches durch sechs Oberflächen definiert ist: Vier Kantenflächen sowie eine Ober-
und Unterseite, wobei die Oberseite und die Unterseite hier zusammen und in Abgrenzung
zu den Kantenflächen als "Hauptseiten" oder "Oberflächen der Platte" bezeichnet werden.
Als Laminatträgermaterial können aber auch ein oder mehrere Imprägnate bzw. mit Imprägnierharz
imprägnierte, getränkte oder beschichtete Papierbahnen in erfindungsgemäßen Laminaten
eingesetzt werden.
[0157] Unter dem Begriff "Holzwerkstoff werden erfindungsgemäß verschiedenste Werkstoffe
verstanden, die aus Holz bestehen oder Holz enthalten. Beispiele für Holzwerkstoffe
im Sinne der Erfindung sind Holzplatten, Laminate, Bodenbeläge, Arbeitsplatten, Tischplatten,
Paletten und/oder Holzformteile, insbesondere Verbundwerkstoffe aus einzelnen Holzpartikeln.
Solche Holzpartikel bzw. Strukturelemente können jegliche Zerkleinerungsprodukte von
Cellulose enthaltenden Materialien sein, wie beispielsweise Holzpartikel, insbesondere
Holzspäne, feinteiliges Holzmaterial, Holzstrands, Holzfasern, Hackschnitzel und/oder
Holzfurniere. Holzwerkstoffe im Sinne dieser Erfindung sind insbesondere solche auf
Vollholzbasis, Furnierwerkstoffe, Spanwerkstoffe, Faserwerkstoffe, Faserplatten oder
andere Verbundwerkstoffe. Eine allgemeine Übersicht über die Produktgruppe der Holzwerkstoffe
findet sich beispielsweise in "
Taschenbuch der Holztechnik", A. Wagenführ, F. Scholz, Carl Hanser Verlag, 2. Auflage,
2012 auf den Seiten 128 bis 130.
[0158] In einer Ausführungsform kann es sich bei dem Laminatträgermaterial um eine Holzfaserplatte
handeln. Unterschiedliche Typen von Faserplatten sind dem Fachmann bekannt. Diese
sind beispielsweise im "
Taschenbuch der Holztechnik" von A. Wagenführ und F. Scholz, Hanser Verlag, 2012,
auf den Seiten 146 bis 149 beschrieben. Holzspanwerkstoffe (Spanplatten im weiteren Sinne) bezeichnet eine Produktgruppe
im Bereich der Holzwerkstoffe, die aus Holzpartikeln und einem Bindemittel mittels
Wärme und Druck hergestellt werden. Beispiele hierfür sind Spanplatten, Flachpressplatten,
Einschichtplatten, Mehrschichtplatten, leichte Flachpressplatten, Strangpressplatten,
Strangpressröhrenplatten (ET - Extruded Tubular), Strangpressvollplatten (ES - Extruded
Solid), kunststoffbeschichtete dekorative Flachpressplatten (MFB - Melamin Faced Board),
Spanholzformteile oder Grobspanplatten (OSB - Oriented Strand Board). Die Einteilung
der Spanplatten kann nach DIN EN 312 erfolgen, wobei sich die Spanplatten in Festigkeit
und Feuchtebeständigkeit unterscheiden können. OSB können gemäß ihrer Verwendung nach
EN 300 eingeteilt werden. Solche Holzspanwerkstoffe können beispielsweise zu Laminaten,
Bodenbelägen, Arbeitsplatten, Tischplatten, Paletten und/oder Holzformteilen weiterverarbeitet
werden. Holzspanwerkstoffe, ihre Herstellung und Anforderungen an diese sind auch
in "
Taschenbuch der Holztechnik", A. Wagenführ, F. Scholz, Carl Hanser Verlag, 2. Auflage,
2012 auf den Seiten 143 bis 146 beschrieben.
[0159] In einer anderen Ausführungsform kann das Laminatträgermaterial auch eine Holzfaserplatte,
wie beispielsweise eine mitteldichte (MDF) oder hochdichte (HDF) Faserplatte sein.
Im Gegensatz zu den Holzspanwerkstoffen wird zur Herstellung der Faserplatten das
verwendete Holz bis hin zur Holzfaser, Faserbündeln oder Faserbruchstücken aufgeschlossen.
Der strukturelle Zusammenhalt der Faserplatten beruht im Wesentlichen auf der Verfilzung
der Holzfasern und ihren holzeigenen Bindekräften, es können aber auch Klebstoffe
als Bindemittel eingesetzt werden. Die Faser wird aus verholztem Pflanzenmaterial
erzeugt. Dies erfolgt durch Hacken des Rohmaterials, anschließendes Dämpfen, Kochen
und chemisches und/oder mechanisches Aufschließen bis hin zur Einzelfaser, Faserbündel
oder Faserbruchstücken. Bei dem Herstellungsverfahren unterscheidet der Fachmann zwischen
dem Nassverfahren (Sedimentieren der Fasern aus einer wässrigen Fasersuspension zum
Vlies) und dem Trockenverfahren (trockene Fasern werden mechanisch oder pneumatisch
zu einem Vlies verdichtet). Werden die Holzfaserplatten im Nassverfahren hergestellt,
unterscheidet man poröse, mittelharte und harte Faserplatten. Werden die Holzfaserplatten
im Trockenverfahren hergestellt, unterscheidet man mitteldichte und hochdichte Faserplatten,
außerdem gehören in diese Gruppe auch gipsgebundenen Faserplatten. Die entstandenen
Matten werden anschließend verpresst. Das Verpressen, wie hier verwendet, erfolgt
üblicherweise durch Heißverpressen der Schichten zum Laminat, bei dem die noch nicht
vollständig ausgehärtete erfindungsgemäße Zusammensetzung dann weiter kondensiert
bzw. aushärtet. Besonders bevorzugt ist die für das Laminat eingesetzte Faserplatte
eine DHF, LDF-, MDF-, oder HDF-Platte. Unter DHF-Platte versteht der Fachmann eine
diffusionsoffene und feuchtebeständige Holzfaserplatte. Unter LDF-, MDF- und HDF-Platte
versteht der Fachmann eine Holzfaserplatte niedriger ("Low Density"), mittlerer ("Medium
Density") und hoher ("High Density") Dichte. Holzfaserplatten im LDF-Bereich besitzen
eine Dichte von 250 bis 450 kg/m
3, im MDF-Bereich von 550 bis 750 kg/m
3 und im HDF-Bereich von 800 bis 1000 kg/m
3.
[0160] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Faserplatte eine DHF-Platte.
Vorzugsweise entspricht die erfindungsgemäße DHF-Platte der Norm EN 14964:2007-01.
[0161] In einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die Rohdichte der Faserplatte 500
bis 700 kg/m
3, bevorzugt 550 bis 650 kg/m
3 und insbesondere bevorzugt 580 bis 625 kg/m
3. Die Rohdichte kann gemäß EN 323:93-08 bestimmt werden.
[0162] In einer weiteren Ausführungsform weist die Faserplatte eine Dicke von 8 bis 30 mm,
bevorzugt von 10 bis 22 mm und insbesondere bevorzugt von 12 bis 20 mm auf.
[0163] In einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die Rohdichte der Spanplatte 500 bis
780 kg/m
3, bevorzugt 550 bis 650 kg/m
3 und insbesondere bevorzugt 580 bis 625 kg/m
3. Die Rohdichte kann gemäß EN 323:93-08 bestimmt werden.
[0164] In einer weiteren Ausführungsform weist die Faserplatte eine Dicke von 8 bis 40 mm,
bevorzugt von 10 bis 32 mm und insbesondere bevorzugt von 12 bis 25 mm auf.
[0165] In einer weiteren Ausführungsform weist die Faser- oder Spanplatte bzw. das spätere
Laminat mindestens ein form- oder kraftschlüssiges Verbindungselement auf, insbesondere
eine Nut und/oder Feder. Dafür kann mindestens eine der Kantenflächen derart ausgestaltet
sein, dass diese mit einer anderen Kantenfläche einer anderen Platte verbunden werden
kann. Vorzugsweise ist die Verbindung eine Nut-Feder-Verbindung oder Spundung. Besonders
bevorzugt ist, wenn die Nut, Feder und/oder Spundung rund, oval, konisch oder eckig
ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Verbindung zwischen den Platten formschlüssig.
Besonders bevorzugt ist die Verbindung formschlüssig, senkrecht zur Plattenebene.
[0166] Dem Fachmann sind solche Nut-Feder-Verbindungen oder Spundungen grundsätzlich bekannt.
Unter Nut-Feder-Verbindung oder Spundung werden Verbindungen verstanden, die an ihren
Kantenflächen oder Rändern zusammengesteckt oder ineinandergelegt werden können. Bei
der Nut-Feder-Verbindung können die beiden zu verbindenden Platten an den Kantenflächen
oder Rändern je eine Nut aufweisen, in die als verbindendes drittes Bauteil eine sogenannte
Feder eingesteckt oder eingelegt wird. Es ist aber auch denkbar, dass bei den zusammenzusteckenden
Platten die eine Kantenfläche oder Rand mindestens eine Nut und die andere Kantenfläche
oder Rand mindestens eine Feder aufweist. In einer besonderen Ausführungsform weist
die Faserplatte an mindestens einer Kantenfläche eine Nut und an mindestens einer
anderen Kantenfläche eine Feder auf. Bei der Spundung kann eine Feder in halber Breite
an den Rand eines der beiden zu verbindenden Bauteile eingearbeitet sein.
[0167] In einer weiteren Ausführungsform ist das Laminat ein Holzwerkstoff, der direkt mit
der Harzbeschichtung beschichtet ist. In einer anderen Ausführungsform ist das Laminat
ein Holzwerkstoff, der mit mindestens einem Imprägnat verpresst ist. Insbesondere
kann das Imprägnat ein imprägniertes Dekorpapier sein. Alternativ oder zusätzlich
können die genannten Ausführungsformen auch eine separat aufgetragene Außenschicht
aufweisen (sogenannte Overlay- oder Finish-Schicht), welche die erfindungsgemäße Harzbeschichtung
enthält.
[0168] Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Laminat ein Schichtstoff,
der aus u.a dem erfindungsgemäßen Imprägnat und einer und bevorzugt mehrerer, mit
Imprägnierharz, insbesondere mit der Imprägnierharz-Zusammensetzung, getränkten Papierschichten,
hergestellt ist, die unter Hochdruck zusammengefügt wurden. Ein solcher Schichtstoff,
der aus mehreren, insbesondere mit der Imprägnierharz-Zusammensetzung, getränkte Papierschichten
hergestellt wurde und eine Dicke von 2 mm oder mehr aufweist, wird hier als Kompaktplatte
bezeichnet. Alternativ oder zusätzlich kann der Schichtstoff auch eine separat aufgetragene
Außenschicht aufweisen (sogenannte Overlay- oder Finish-Schicht), welche die erfindungsgemäße
Harzbeschichtung enthält. Zu den Schichstoffen im Sinne dieser Erfindung zählen neben
den Kompaktplatten insbesondere auch HPL ("High Pressure Laminate") und CPL ("Continuous
Pressing Laminates") Schichtstoffe.
[0169] Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laminats handelt es sich
um ein Laminatbodenpaneel, welches z.B. im Fußbodenbereich eingesetzt wird, und welches
auf der Oberseite die erfindungsgemäße Harzbeschichtung aufweist. Bevorzugt umfasst
dieses Laminatpaneel als Laminatträgermaterial eine Holzwerkstoffplatte, insbesondere
eine Holzfaserplatte, auf die ein erfindungsgemäßes Imprägnat bei der Herstellung
wurde aufgebracht wurde. Für das Laminatträgermaterial und das Imprägnat gilt das
bereits oben Gesagte. Bevorzugt ist die Holzwerkstoffplatte eine Span-, MDF- oder
HDF-Platte. Bevorzugt ist das Imprägnat ein imprägniertes Dekorpapier. Laminate in
Form eines Fußbodenpaneels können insbesondere den folgenden Schichtaufbau aufweisen
(die Reihenfolge ergibt sich aus einer Betrachtung ausgehend von der Oberseite): 1.
die erfindungsgemäße Harzbeschichtung, insbesondere in Form eines Melamin-Formaldehyd
Lacks oder Flüssigoverlays oder , 2. Optionales Dekorpapier, 3. Optionales Underlay,
4. Trägermaterial (bspw. eine Trägerplatte), 5. Optionaler Gegenzug und 6. optionale
Verlegeunterlage.
[0170] In dieser Ausführungsform als Fußbodenpaneel ist, bezogen auf die typischen Laminatbödenpaneele,
das Dekorpapier typischerweise die optisch wahrgenommene Oberfläche, auf der z.B.
Motive aufgedruckt sein können. Auf diesem Dekorpapier befindet sich die transparente
Harzbeschichtung. Es ist jedoch auch möglich, direkt das Laminatträgermaterial oder
darauf liegende Schichten zu bedrucken und auf diese die Harzbeschichtung aufzutragen.
Erfindungsgemäße Laminate können optional ein Underlay (z.B. ein sogenanntes Kraftpapier)
aufweisen. Vorzugsweise befindet sich dieses unterhalb der Dekorpapierlage. Ein Underlay
wird z.B. in der Regel bei Laminatbödenpaneelen hoher Beanspruchungsklassen verwendet.
Die Beanspruchungsklassen der Laminatfußböden werden beispielsweise in der EN 13329
geregelt. Laminatböden der niedrigeren Beanspruchungsklassen nutzen in der Regel kein
Underlay. Underlays können ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Imprägnierharz-Zusammensetzung
imprägniert, getränkt oder beschichtet sein. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung
weisen die Laminate auch auf ihrer Unterseite eine erhöhte Widerstandsfähigkeit sowie
antimikrobielle Eigenschaften auf.
[0171] So weist beispielsweise ein typisches, als Fußbodenpaneel zum Einsatz kommendes Laminat
mindestens die folgenden Schichten auf: Gegenzugpapier, (Träger-)Holzwerkstoffplatte,
Dekorpapier und mit einem Imprägnierharz imprägniertes Overlaypapier und/oder eine
oberflächliche Harzbeschichtung.
[0172] Die Verlegeunterlage kann insbesondere eine elastische Verlegeunterlage sein. Diese
kann unter den Gegenzug bzw. die Gegenzugschicht und/oder unterseitig zum Laminatträgermaterial
aufgebracht sein. In Frage kommen hier beispielsweise Korkschichten zum Geh- und/oder
Trittschallschutz, sowie Unterlagsmatten aus Polystyrol, Polyethylen, Polypropylen,
Polyurethanschäumen oder Cellulosefasern.
[0173] Die Herstellung solcher Laminatpaneele als Fußbodenbelag oder Laminaten für den Möbelbau
sind dem Fachmann allgemein bekannt. Hierbei wird das Dekor- und/oder Overlaypapier
meist vorher in einem separaten Schritt mit dem Imprägnierharz imprägniert, getränkt
oder beschichtet, und anschließend getrocknet. In langen Bahnen aufgerollt ist dieses
Imprägnat als Vorprodukt lagerfähig. Anschließend wird auf die Oberseite des Laminatträgermaterials,
insbesondere der (Träger-)Holzwerkstoffplatte, das Dekor- und/oder Overlaypapier enthaltende
Imprägnat aufgelegt. Für diesen Arbeitsschritt werden meistens Laser zum Ausrichten
der Imprägnate genutzt, damit beim späteren Verlegen keine Abweichungen im Dekorbild
auftreten. Es ist aber auch denkbar, dass das Laminatträgermaterial, insbesondere
die (Träger-)Holzwerkstoffplatte, anstatt mit einem Dekor- und/oder Overlaypapier
nur mit einem Flüssig-Overlay beschichtet wird. Meistens gleichzeitig mit dem Aufbringen
des das Dekor- und/oder Overlaypapier enthaltenden Imprägnats wird ein Gegenzug bzw.
eine Gegenzugschicht auf der Unterseite des des Laminatträgermaterials, insbesondere
der (Träger-)Holzwerkstoffplatte, aufgebracht. Optional können bei der Herstellung
von beispielsweise Fußbodenpaneelen oder Laminaten für die Möbelherstellung in einem
weiteren Arbeitsgang in die Kanten der Laminatpaneele Nut und Feder bzw. mit mehreren
Fräsköpfen Profile eingefräst werden, welche zum späteren Verbinden der einzelnen
Fußbodenpaneele oder Möbelteile genutzt werden können.
[0174] Bei Laminaten für die Möbelherstellung kann das Laminatträgermaterial, insbesondere
die Holzwerkstoffplatte oder die Vollholzplatte oder der Schichtstoff, auf seinen
Hauptseiten und optional auch an seinen Kanten mit einer erfindungsgemäßen Harzbeschichtung
beschichtet werden. In diesen Ausführungsformen kann es sich bei der erfindungsgemäßen
Harzbeschichtung insbesondere um eine Meiamin-Formaldehyd-Lackschicht handeln. Wie
weiter oben beschrieben, kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung bzw. die daraus
erhältliche Harzbeschichtung auch als antimikrobiell wirkende Lackschicht fungieren.
Hierzu kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung bzw. die erfindungsgemäße Harzbeschichtung
dem Fachmann aus der Melamin-Formaldehyd-Lackherstellung bekannte Zusatzstoffe enthalten.
Insbesondere kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung bzw. die erfindungsgemäße Harzbeschichtung
Farbpigmente enthalten.
[0175] Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Laminats,
umfassend die folgenden Schritte
- i. Aufbringen eines erfindungsgemäßen Imprägnats auf ein Laminatträgermaterial, und
- ii. Verpressen der Komponenten aus Schritt i.
[0176] Das Aufbringen eines Imprägnats in Schritt i) kann durch die in der holz- und papierverabeitenden
Industrie gängigen Methoden vorgenommen werden. Das Aufbringen des Imprägnats kann
durch Auflegen des Imprägnats auf das Laminatträgermaterial erfolgen.
[0177] Es ist auch denkbar, dass sich zwischen dem Imprägnat und dem Laminatträgermaterial
mindestens eine der bereits oben näher erläuterten weiteren Schichten befindet. Hierfür
gilt das bereits oben Gesagte.
[0178] Das Verpressen der Komponenten aus Schritt i) in Schritt ii) kann durch die in der
holz- und papierverabeitenden Industrie gängigen Methoden vorgenommen werden.
[0179] Hierbei werden typischerweise die zumindest zwei Schichten durch Verpressen unter
erhöhtem Druck und/oder erhöhter Temperatur verbunden. Dabei verflüssigt sich die
Imprägnierharz-Zusammensetzung oder die Harzbeschichtung kurzzeitig und reagiert sodann
im Wege einer Polykondensation zum fertigen und dauerhaft mit der weiteren Schicht
verbundenen Laminat.
[0180] Vor dem Verpressen wird das Imprägnat auf eine bestimmte Restfeuchte, bevorzugt auf
2 bis 8 Gew.-%, besonders bevorzugt auf 4 bis 6 Gew.-% getrocknet.
[0181] Geeignete Temperaturen für das Verpressen sind Temperaturen von 150 °C bis 250 °C,
bevorzugt von 160 °C bis 240 °C, insbesondere bevorzugt von 180 °C bis 230 °C. Bei
Temperaturen in diesen Bereichen kann das Verfahren besonders wirtschaftlich durchgeführt
werden. Optimale Ergebnisse können erzielt werden, wenn das Verpressen bei einer Presstemperatur
von mindestens etwa 150 °C durchgeführt wird.
[0182] Die Pressgeschwindigkeit beim Heißpressen auf kontinuierlichen Doppelbandpressen
beträgt vorzugsweise 400 mm/s, bevorzugt 450 mm/s und insbesondere bevorzugt 500 mm/s.
[0183] Aus ökonomischen und verfahrenstechnischen Gründen hat es sich als vorteilhaft erwiesen,
wenn beim Verpressen ein spezifischer Pressdruck (aktiver Druck auf der Plattenoberfläche)
von 50 bis 300 N/cm
2, verwendet wird. Derartige Drücke stellen eine besonders gute Verklebung der Schichten
des Laminats miteinander sicher. Zudem kann mit einem solchen Pressdruck eine hohe
Festigkeit des Laminats erreicht werden.
[0184] In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren den zusätzlichen Schritt
iii) Entfetten mindestens einer der Oberflächen des Laminats auf.
[0185] Bevorzugt handelt es sich bei der Oberfläche des Laminats die entfettet wird, um
die Oberfläche, welche die erfindungsgemäße Harzbeschichtung enthält.
[0186] Überraschend wurde gefunden, dass eine Entfettung der Oberfläche im Zuge der Herstellung
eines erfindungsgemäßen Laminats zu einer weiteren Verbesserung der antimikrobiellen
Eigenschaften führt.
[0187] Möglichkeiten zur Entfettung von Oberflächen sind dem Fachmann allgemein bekannt.
Dies kann beispielsweise durch Behandlung mit einem Reinigungsmittel erfolgen, welches
hydrophobe Substanzen wie Fette lösen kann. Das Reinigungsmittel kann ein organisches
Lösungsmittel enthalten oder hieraus bestehen. Insbesondere können die Oberflächen
mit einem organischen Lösungsmittel in Berührung gebracht und dann abgerieben werden.
[0188] Bevorzugte organische Lösungsmittel sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Alkoholen, Ethern, Aldehyden und Ketonen. In der Praxis wurden beispielsweise mit
Ethanol, Isopropanol, deren Ether oder Aceton als Lösungsmittel gute Ergebnisse bei
der Entfettung der Oberfläche in Schritt iii) erzielt.
[0189] Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand von Ausführungsbeispielen näher
beschrieben.
Beispiel 1: Herstellung einer Imprägnierharz-Zusammensetzung
[0190] In diesem Beispiel wurde eine Imprägnierharz-Züsammensetzung im Sinne der Erfindung
wie folgt hergestellt:
Materialien:
[0191]
2780 g |
Melamin-Formaldehyd-Tränkharz 62 % Festharzgehalt |
345 g |
PHMG-HCl 25 % wässrige Lösung |
14,5 g |
Härter MH836 Fa. INEOS Melamines |
5,0 g |
nichtionisches Netzmittel Deurowet MA 21 |
2,5 g |
nichtionisches Trennmittel Deurolease PHE |
[0192] Die oben angegebenen Materialien wurden in einem 51-Dreihalskolben bei 25 °C unter
Rühren miteinander vermengt und 15 Minuten innig gemischt.
[0193] Die Zusammensetzung hatte einen Feststoffgehalt von 57,9 Gew.-%, bestimmt nach der
Trockenschrankmethode (1 g Einwaage 2 h bei 120 °C trocknen) und eine Trübungszeit
von 160 s bei 100 °C im siedenden Wasserbad.
Beispiel 2: Herstellung eines Imprägnats
[0194] Im Folgenden wurde ein Imprägnat mit der Imprägnierharz-Zusammensetzung aus Beispiel
1 hergestellt.
[0195] Ein Dekorpapier mit einer Grammatur von 65 g/m
2 wurde mit 65 g/m
2 der Imprägnierharz-Zusammensetzung aus Beispiel 1 per Handrakelgerät der Firma CHM
GmbH Automatisierungstechnik beharzt. Im Anschluss an die Beharzung wurde das Imprägnat
bei 120 °C im Umluftofen 3 Minuten getrocknet. Die Restfeuchte des Imprägnats betrug
6 Gew.-%.
Beispiel 3: Herstellung eines Laminats
[0196] Das Imprägnat aus Beispiel 2 wurde auf einer 7.4 mm HDF-Trägerplatte (50x50 cm) bei
192 °C unter einem Druck von 60 bar innerhalb von 23 s verpresst. Ein Gegenzugpapier
wurde unterseitig zur Trägerplatte zur Sicherstellung der Planlage angebracht.
Beispiel 4: Antimikrobielle Wirkung des Laminats aus Beispiel 3
[0197] Die Überprüfung der antimikrobiellen Wirksamkeit erfolgt typischerweise anhand von
in-vitro Tests. Da jedes Material von sich aus unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich
der Anhaftung von Keimen besitzt, wird die antimikrobielle Wirksamkeit immer als Differenz
im Vergleich zu einer entsprechenden nicht-antimikrobiellen so genannten Nullprobe
gemessen. Verbreitete Testmethoden sind JIS Z 2801 (ISO 22196), ASTM E 2180 und der
Certika-Test.
[0198] Zur Prüfung der antimikrobiellen Wirksamkeit im vorliegenden Fall wurden Laminatmuster
aus Beispiel 3 nach der Trockeninokulationsmethode (Rodac-Methode) gemäß der Mikrobiologischen
Qualitätsstandard 22 der untersucht und mit einer wirkstofffreien Referenz verglichen.
Rodac-Methode für diverse Oberflächen
Material:
[0199]
- Testoberflächen
- Testkeim: S. aureus ATCC 6538
- steriles Wasser (Aqua dest.)
- Ethanol 70%, 96%
- reines Aceton
- Einmaltücher
- sterile Tupferstäbchen
- Densicheck Plus (Fa. bioMerieux)
- Drigalskispatel
- Pipetten
- sterile Pipettenspitzen
- Columbia-Agar + 5% Schafsblut Agarplatten (90 mm)
- Columbia-Agar + 5% Schafsblut Abklatschplatten (Fa. Oxoid)
[0200] BD Columbia III Agar mit 5 % Schafsblut ist ein nährstoffreiches Mehrzweckmedium
zur Isolierung und Kultivierung von nicht anspruchsvollen und anspruchsvollen Mikroorganismen
aus klinischen Proben. Die hervorragenden Wachstumsunterstützenden Eigenschaften von
Columbia-Agar mit 5% Schafsblut leiten sich aus der Kombination von zwei Peptonen
und Hefeextrakt als Quelle des Vitamin-B-Komplexes ab. Die ebenfalls enthaltene Maisstärke
absorbiert toxische Nebenprodukte der Probe und dient als Energiequelle für Organismen
mit alpha-Amylase. Das Schafblut dient dem Nachweis von Hämolysereaktionen und liefert
den Faktor X (Häm), der für das Wachstum zahlreicher pathogener Spezies erforderlich
ist. Auf diesem Medium sind die Kolonien größer und das Wachstum ist ausgeprägter
als auf anderen Blutagar-Medien. In vielen europäischen Ländern ist BD Columbia III
Agar mit 5 % Schafsblut das meistverwendete Erstisolierungsmedium für klinische Proben.
[0201] Reagenzien des gebrauchsfähigen Plattenmediums (Zusammensetzung pro Liter destilliertem
Wasser, pH 7,3 ± 0,2)
Pankreatisch abgebautes Casein |
12,0 g |
Peptisch abgebautes Tiergewebe |
5,0 g |
Hefeextrakt |
3,0 g |
Rindfleischextrakt |
3,0 g |
Maisstärke |
1,0 g |
Natriumchlorid |
5,0 g |
Agar |
13,5 g |
Wachstumsfaktoren |
4,0 g |
Defibriniertes Schafsblut |
5,0 % |
Inokulum:
[0202] Von der Agarplatte wird von einer 24 h S.
aureus Kultur mit Hilfe eines sterilen Tupferstäbchens etwas Material entnommen und eine
Suspension in 10 ml sterilem A. dest. hergestellt. Die Dichte der Suspension wird
anhand des Gerätes "Densicheck lus" (bioMerieux) auf eine Trübung nach McFarland von
0,5 (entspricht einer Dichte von 1,5 × 10^8KBE/ml) eingestellt. Anschließend wird
die Suspension mittels einem 1:1000 Verdünnungsschritt auf 10^5 KBE/ml mit sterilem
Aqua dest. verdünnt (Testinokulum). Die Kontrolle des Inokulums erfolgt durch Ausplattieren
von 10 µl und 100 µl Inokulum auf Blutagarplatte (KBE werden hochgerechnet).
Testoberflächen:
[0203] Die Testoberflächen werden jeweils in 2 Abschnitte eingeteilt. Vor Kontamination
der Flächen wird ein Abschnitt jeweils mit sterilem Aqua dest., mit 70% Ethanol behandelt
(durch wischen mit Einmaltuch). Anschließend werden die Testbereiche mit Kreisen markiert.
Auf jeden Abschnitt werden jeweils auf 3 markierten Stellen 10 µl des Testinokulums
pipettiert. Die Tropfen werden anschließend mit Hilfe eines Drigalskispatels auf der
markierten Fläche ausplattiert.
Inkubation und Auswertung
[0204] Nach jedem Ausplattieren wird der Drigalskispatel in 96%igem Alkohol eingetaucht
und abgeflammt. Nach Auftrocknung der Suspension bei Raumtemperatur (10 min., im Laminar
Flow) erfolgt ein Oberflächenabklatsch der markierten Stelle mittels Columbia-Schafblut
5%- Agar Abklatschplatte (andrücken der Abklatschplatte für 5 Sekunden) sofort nach
Auftrocknung (0h), nach 3h und nach 5h.
[0205] Die Abklatschplatten werden bei 35± 2°C für 24h inkubiert (ohne feuchte Kammer) und
anschließend durch Auszählen der Kolonien befundet bzw. eine visuelle Beurteilung
des Bewuchses durchgeführt.
Tabelle 1: Koloniebildende Einheiten (KBE)
S. aureus ATCC 6538 nach 24 h Inkubation bei 35±2 °C der Proben. Probenahme erfolgte nach 0
h, 1 h, und 3 h Kontaktzeit des Keimes mit der Testoberfläche (St. = Referenz) und
PHMG (Muster aus Beispiel 3). KBE = Koloniebildende Einheiten.
S. aureus KBE/10 µL |
Zeit (in Stunden, h) |
St. (Referenz) |
PHMG (Muster aus Beispiel 3) |
0 |
Mehr als 104 |
Weniger als als 103 |
1 |
Mehr als 103 |
109 |
3 |
840 |
90 |
[0206] Bei dem mit PHMG behandelten Laminat zeigt sich eine sehr deutliche Keimreduktion
von anfänglich weniger als 10
3 koloniebildenden Einheiten auf nur 90 koloniebildende Einheiten.
Tabelle 2: Koloniebildende Einheiten (KBE)
E. coli nach 24 h Inkubation bei 35±2 °C der Proben. Probenahme erfolgte nach 0 h, 1 h, und
3 h Kontaktzeit des Keimes mit der Testoberfläche (St. = Referenz) und PHMG (Muster
aus Beispiel 3). KBE = Koloniebildende Einheiten.
E. coli KBE/10 µL |
Zeit (in Stunden, h) |
St. (Referenz) |
PHMG (Muster aus Beispiel 3) |
0 |
Mehr als 104 |
Mehr als 104 |
1 |
Mehr als 103 |
Mehr als 103 |
3 |
Mehr als 103 |
108 |
[0207] Bei dem mit PHMG behandelten Laminat zeigt sich eine sehr deutliche Keimreduktion
von anfänglich mehr als 10
4 koloniebildenden Einheiten auf nur 108 koloniebildende Einheiten.