-
Die
Erfindung betrifft harzhaltige Papiere, harzhaltige Formteil-Rohlinge
und ein Verfahren zum Herstellen von harzhaltigen Papieren.
-
Mit
Harzen bzw. Kunstharzen imprägnierte oder beschichtete
Papiere werden vielfach zur Beschichtung von Werkstoffen, vor allem
zur Beschichtung von Holzwerkstoffen eingesetzt. Die imprägnierten
oder beschichteten Papiere werden danach in der Regel unter Einwirkung
von Druck und Hitze mit dem Werkstoff verpresst. Typische Beschichtungsverfahren
sind Hochdruck-Laminierverfahren (HPL) oder kontinuierliche Laminierverfahren
(CPL).
-
Heute
werden üblicherweise Imprägnier-Rohpapiere eingesetzt,
die mit einem duroplastischen Kunstharz, z. B. einem Phenolharz,
imprägniert werden. Das Imprägnieren erfolgt durch
nachträgliches Tränken oder Beschichten des Rohpapiers durch
eine flüssige, wässrige oder lösungsmittelhaltige
Kunstharzlösung. Das getränkte oder beschichtete
Papier wird auf eine Restfeuchte von ca. 6% bis 9% getrocknet. Dadurch
klebt die Oberfläche des Papiers nicht mehr, es kann also
manipuliert und gelagert werden. Gleichzeitig verbleibt aber eine
Reaktivität des Kunstharzes, die ein Verpressen des beharzten
Papiers mit dem Werkstoff ermöglicht. Es werden sogenannte
Kernpapiere erzeugt, die einen Phenolharzgehalt von 30 Gewichts-%
bis 70 Gewichts-% Feststoffanteil bezogen auf die Gesamtmasse des
fertigen, beharzten Papiers haben. Diese Kernpapiere werden dann
für den HPL-Prozess auf Format geschnitten und so gelagert.
Für den CPL-Prozess werden die Kernpapiere von der Rolle verarbeitet.
-
Die
bekannten Kernpapiere können nur innerhalb eines begrenzten
Spektrums hergestellt werden. Das Gewicht des Rohpapiers kann nicht
beliebig variiert werden und ein bestimmtes Rohpapier kann nur mit
einer begrenzten Menge an Kunstharz beschichtet werden. Die Obergrenze
des Gewichts imprägnierter Kernpapiere liegt bei 350 g/m2. Soll ein Werkstoff mit einer besonders
widerstandsfähigen Beschichtung versehen wer den, müssen
daher in solchen Fällen mehrere Kernpapiere übereinander gelegt
und mit dem Werkstoff verpresst werden. Dies ist nachteilig, weil
sich mehrschichtige Produkte schlecht verpressen lassen.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein harzhaltiges Papier
bereitzustellen, das bezogen auf den Faseranteil und den Kunstharzanteil
des Papiers variabler ist als bekannte Produkte.
-
Diese
Aufgabe wird gelöst mit verbesserten harzhaltigen Papieren,
harzhaltigen Formteil-Rohlingen und einem Verfahren zum Herstellen
von harzhaltigem Papier. Das nachfolgend beschriebene Verfahren
stellt eine bevorzugte Methode zur Herstellung der erfindungsgemäßen
harzhaltigen Papiere oder Formteil-Rohlinge her; die Herstellung
dieser Produkte ist aber keineswegs auf das angegebene Verfahren
beschränkt.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren weist die bekannten
Schritte
- – Herstellen einer Fasersuspension
- – Entwässern der Fasersuspension zur Bildung von
Papier
- – Trocknen des Papiers auf eine Papierfeuchte von 5%
bis 10% auf; das
- – Zugeben einer wässrigen Dispersion eines
duroplastischen Harzes, das
- – Zugeben einer wässrigen Dispersion eines
Mittels zum Fixieren des ☐ duroplastischen Harzes auf den
Fasern der Fasersuspension und das ☐
- – Einstellen eines pH-Werts unter 5 kennzeichnen die
Erfindung.
-
Zunächst
wird eine wässrige Fasersuspension hergestellt. Einsetzbar
sind natürliche und/oder synthetische Fasern oder Mischungen
solcher Fasern. In der Praxis werden meist Zellstofffasern oder Altpapierfasern
oder einer Mischung daraus eingesetzt. Ebenso können andere
natürliche Fasern wie z. B. Hanf- oder Baumwollfasern eingesetzt
werden. Es werden auch synthetische Fasern wie z. B. Viskose- oder
Aramidfasern verwendet, dies geschieht aus Kostengründen
jedoch eher selten. Es wird ausdrücklich angemerkt, dass
im Nassverfahren hergestellte Produkte, z. B. Formteil-Rohlinge,
die vollständig oder anteilig aus synthetischen Fasern
hergestellt werden, „Papiere” im Sinne dieses
Verfahrens sind.
-
Die
Stoffdichte der Suspension beträgt meist zwischen 0,5%
und 8%, bevorzugt zwischen 1% und 5%. In die Fasersuspension wird
eine wässrige Dispersion eines duroplastischen Harzes,
z. B. eines Phenolharzes, eines Melaminharzes oder eines Formaldehydharzes
oder einer Mischung duroplastischer Harze eingemischt. Im Gegensatz
zum Stand der Technik wird also das Kunstharz nicht nachträglich
auf das fertige Papier aufgetragen. Es wird vor der Blattbildung
intensiv und homogen mit den Fasern vermischt. Diese wesentliche
Maßnahme des erfindungsgemäßen Verfahrens,
das Kunstharz vor der Blattbildung mit den Fasern zu vermischen
ist technisch besonders einfach zu realisieren. Es sind keine aufwändigen
apparativen Modifikationen erforderlich. Durch den erfindungsgemäßen
Einsatz wässriger Dispersionen von Harzen können
zudem die durch den jeweiligen Harztyp einstellbaren Eigenschaften
des Kernpapiers in einem weiten Bereich modifiziert werden.
-
Aus
dem Stand der Technik ist es zwar an sich bekannt, der Fasersuspension
vor der Blattbildung Harze zuzusetzen. So werden beispielsweise
in der
US 4,810,430 und
der
US 6,077,391 der
Fasersuspension Harze zugesetzt, um Filtereigenschaften einzustellen.
Den nach dem Stand der Technik hergestellten Papieren werden jedoch
keine duroplastischen Harze zugesetzt. Die Harze bekannter Papiere werden
nach dem Trocknen des Papiers nicht mehr unter hohem Druck und hoher
Temperatur plastifiziert und ausgehärtet.
-
Geeignete
duroplastische Harze, die in wässriger Dispersion verarbeitet
werden können, weisen bevorzugt eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften
auf: Die Alkalität sollte zwischen 2% und 5% liegen, vorteilhaft
zwischen 2,5% und 4,5%. Sie liegt damit niedriger als die Alkalität
von Phenolharzen, die nach dem Stand der Technik zum Imprägnieren
verwendet werden (Alkalität 6% bis 8%). Die Viskosität
soll vorzugsweise zwischen 250 mPas und 1000 mPas betragen. Vorteilhaft
können duroplastische Harze, die erfindungsgemäß zur
Herstellung von harzhaltigen Papieren eingesetzt werden, eine Viskosität
von 600 mPas bis 900 mPas aufweisen. Damit können duroplastische
Harze, beispielsweise Phenolharze, in einem wesentlich breiteren
Viskositätsspektrum eingesetzt werden als bisher (bisher üblich:
Viskosität 250 mPas bis 500 mPas). Vorteilhaft beträgt
der Gehalt an freiem Formaldehyd bei dem duroplastischen Harz bis
1,7%, bevorzugt bis 1,5%, besonders bevorzugt bis 1,0%, insbesondere bis
0,5%, besonders vorteilhaft bis 0,2%. Damit werden duroplastische
Harze mit einem Gehalt an freiem Formaldehyd eingesetzt, der weitaus
niedriger liegt als bei bisher verwendeten duroplastischen Harzen, die
in der Regel einen Gehalt an freiem Formaldehyd von ca. 2 aufweisen.
Die erfindungsgemäß bevorzugten Kunstharze weisen
einen Extraktionsgehalt in Aceton zwischen 10% und 20% auf, bevorzugt
liegt der Extraktionsgehalt in Aceton zwischen 10% und 15%. Der
Harzfluss liegt zwischen 4% und 12%, bevorzugt zwischen 5% und 8%.
-
Das
Harz liegt in der wässrigen Dispersion sehr feinteilig
vor, so dass es sich gleichmäßig verteilt mit
den Fasern mischt. Fasern und Harz liegen zunächst nebeneinander
vor, ohne dass eine Bindung zwischen den beiden Komponenten erfolgt.
Die Suspension wird dann abgesäuert auf einen pH-Wert unter
5, bevorzugt auf einen pH-Wert zwischen 3 und 4. Der pH-Wert wird
durch den Zusatz von Säuren eingestellt, beispielsweise
durch Zusatz von Schwefelsäure, Salzsäure oder
organischer Säuren. Das Absenken des pH-Werts führt
zu einem Ausfällen der Phenolharze. Das Ausfällen
der Harze führt noch nicht zu einer Bindung an die Fasern.
-
Erfindungsgemäß wird
jedoch ein Mittel zum Fixieren der duroplastischen Harze in die
Suspension eingemischt. Dadurch wird die Ladung der Oberflächen
von Harz und Fasern so modifiziert, dass sich das Harz auf der Oberfläche
der Fasern niederschlägt. Das Mittel zum Fixieren ist an
sich bekannt. Es wird bevorzugt vor dem Absenken des pH-Wert zur
Suspension gegeben. Das oder die Mittel zum Fixieren werden vor
allem daraufhin ausgewählt, dass sie die duroplastischen
Harze möglichst vollständig auf der Faseroberfläche
fixieren, so dass möglichst wenig Harz, insbesondere möglichst
wenig phenolische Komponenten ins Abwasser gelangen (Grenzwert derzeit:
100 mg/l). Nachdem das Mittel zum Fixieren gewirkt hat, sind die
Fasern der Suspension also mindestens abschnittsweise mit einem Überzug oder
Belag aus Kunstharz versehen. Es ist nicht erforderlich, dass die
Fasern vollständig mit Kunstharz überzogen sind.
Es kommt vielmehr darauf an, dass die Menge des einzubringenden
Kunstharzes so vollständig wie möglich auf der
Oberfläche der Faser abgeschieden wird, so dass Faser und
Kunstharz bereits vor der Blattbildung einander zugeordnet sind.
-
Der
mit Kunstharz aufbereitete Faserstoff kann über einen üblichen
Stoffauflauf in eine Papiermaschine überführt
werden, wo durch Entwässerung der Suspension die beschichteten
oder beharzten Fasern zum Blatt bzw. Papier geformt werden (Nassverfahren).
Dabei entsteht ein Papier bzw. ein Formteil-Rohling, bei dem an
den Kreuzungsstellen der Fasern mindestens an einigen Kontaktstellen,
oft aber an der Mehrzahl der Kontaktstellen, nicht die Fasern unmittelbar
aneinander anliegen. Vielmehr befindet sich Kunstharz zwischen den
Fasern, weil mindestens eine der sich kreuzenden Fasern mit Kunstharz
beschichtet ist. Das Papier wird dann in der Trockenpartie der Papiermaschine
auf eine Restfeuchte von unter 10%, jedoch über 5% eingestellt. Um
eine optimale Reaktivität des harzhaltigen Papiers zu erhalten,
wird meist eine Papierfeuchte von 6% bis 8% eingestellt. Die Reaktivität
des Papiers beschreibt das Vermögen des duroplastischen
Harzes, unter Einwirkung von Druck und Hitze vollständig auszuhärten.
-
Es
ist als besonderer Vorteil der Erfindung anzusehen, dass mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren beharzte Papiere in
einem weitaus breiteren Gewichtsspektrum herstellbar sind, nämlich
harzhaltige Papiere mit einem Gesamtgewicht von 140 g/m2 bis
zu 1000 g/m2. Dadurch kann dort, wo bisher
zahlreiche dünne Kernpapiere übereinander mit
dem Werkstoff verpresst werden mussten, die Anzahl der Kernpapiere
auf wenige, in besonders günstigen Fällen auf
ein einzelnes, aber schwereres Kernpapier beschränkt werden,
was insbesondere in der Handhabung der einzelnen Lagen aus Werkstoff
und Papier eine Vereinfachung bedeutet. Sowohl leichte als auch
schwere erfindungsgemäße Kernpapiere lassen sich
unter den bekannten Verarbeitungsbedingungen zu hochwertigen Beschichtungen
verarbeiten:
So kann z. B. beim Beschichten von Fensterbänken oder
Arbeitsplatten auf der Basis von Holzwerkstoffen, die einen besonders
hohen Oberflächenschutz erfordern, die Anzahl der Kernpapiere
von bis zu 50 auf 10 bis 15 gesenkt werden. Damit vereinfacht sich der
mechanische Aufwand beim Ablegen der Kernpapiere auf der Holzwerkstoffplatte
und wird auf ca. ein Viertel reduziert. Gleichzeitig stellt sich
heraus, dass ein typisches Problem beseitigt wird, was beim Verpressen
zahlreicher Kernpapiere übereinander oft stört.
Bekannte, auf der Oberfläche beharzte Papiere neigen beim
Verpressen zur Blasenbildung; einzelne Papiere haften nicht aneinander
und verbinden sich beim Verpressen nicht zu einer einheitlichen
Schicht. Blasenbildung führt zu Ausschuss. Beim Verpressen der
erfindungsgemäß in der Masse beharzten Kernpapiere
kommt ein solches Phänomen nicht vor, was vermutlich darauf
zurückzuführen ist, dass diese Kernpapiere eine
homogenere Verbindung zwischen Fasern und Kunstharz aufweisen.
-
Weiter
ist von Vorteil, dass Fasern und Kunstharz nun gleichmäßiger
verteilt sind; das erfindungsgemäße Kernpapier
ist insgesamt homogener. Das Kunstharz ist nun fester an die Fasern
gebunden, was ein „Blocken” (Ansammeln von Harz)
verhindert.
-
Nach
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung beträgt
der Anteil des duroplastischen Harzes am Papier 30 Gewichts-% bis
50 Gewichts-% des Feststoffanteils des Papiers. Da erfindungsgemäß der
Faseranteil in einem wesentlich breiteren Gewichtsspektrum eingesetzt
werden kann als bisher, kann in der Folge trotz des an sich nicht
veränderten prozentualen Gewichtsanteil auch die eingesetzte
Harzmenge stärker variiert werden als bei bekannten Kernpapieren.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das eingesetzte
Kunstharz in Wasser dispergierbar, vorteilhaft ist es wasserlöslich.
Das Kunstharz wird typischerweise mit einem Feststoffgehalt von
50% ± 2% in wässriger Lösung geliefert.
Es kann aus der Lieferform nochmals mit Wasser verdünnt werden,
mindestens im Verhältnis Harz: Wasser 1:20. Das erfindungsgemäße
Verfahren ist also hinsichtlich des Feststoffgehalts des durplastischen
Harzes flexibel, da es im Nassverfahren ohnehin in großer
Verdünnung eingesetzt wird. Diese verdünnte Harzdispersion
bzw. Harzlösung lässt sich einfach dosieren und
schnell und gleichmäßig in die Faserstoffsuspension
einmischen, was besonders im kontinuierlichen Herstellungsprozess
vorteilhaft ist.
-
Erfindungsgemäß sind
Mittel zum Fixieren des Harzes auf der Oberfläche der Fasern
erforderlich. Diese Mittel wirken über eine Einstellung
der Ladung der beteiligten Oberflächen und sie bewirken demzufolge
eine unterschiedliche Ladung der Oberflächen, so dass das
Harz auf der entgegengesetzt geladenen Faseroberfläche
abgeschieden und fixiert wird. In der Papierherstellung werden meist
kationisch wirksame Mittel zum Fixieren eingesetzt, bekannt und
verfügbar sind aber auch anionische, nichtionische und
biionische Fixiermittel. Typische Beispiele für kationische
Fixiermittel sind hochmolekulare Polyethylenimine oder kondensierte
organische Amide mit Formaldehyd. Solche Mittel zum Fixieren können
einzeln oder in Mischung miteinander eingesetzt werden.
-
Es
ist als Vorteil der Erfindung anzusehen, dass der Fasersuspension
vor der Blattbildung Brandschutz-Additive zugesetzt werden können. Auch
diese Additive können sich bei Zugabe vor der Blattbildung
sehr gleichmäßig verteilen. Gerade bei größeren
Blattgewichten des beharzten Papiers spielt dies eine große
Rolle, denn die brandhemmenden Eigenschaften des Papiers sind besonders
gut, wenn die Brandschutz-Additive gleichmäßig
verteilt sind, so dass keine Schwachstellen entstehen. Es wirken
sich bereits übliche Füllstoffe wie Kreide, Kaolin
und dergleichen brandhemmend aus, weil es sich um nicht brennbare
Materialien handelt. Da diese Füllstoffe in bekannte Kernpapiere
nicht in gleich effizienter Weise eingebracht werden können,
ist es erstmals mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich,
beharzte Papiere herzustellen, die den Anforderungen der Brandschutzklasse
B1 genügen. Typische Beispiele für Flammschutz-
oder Brandschutz-Additive sind Aluminium-tri-hydrat, Chloropren-Latex
oder Mischungen aus Carbamiden, organischen Sulfonsäuren
und anorganischen Salzen.
-
Falls
gewünscht oder erforderlich können der wässrigen
Suspension auch andere Additive zugesetzt werden, die z. B. zur
Blattbildung oder zu anderen Zwecken erforderlich sind.
-
Gegenstand
der Erfindung ist auch ein harzhaltiges Papier. Das erfindungsgemäße
Papier zeichnet sich dadurch aus, dass Fasern und duroplastisches
Harz auf andere Weise einander zugeordnet sind als bekannte Papiere,
insbesondere Kernpapiere. Die Fasern des erfindungsgemäßen Papiers
sind mindestens abschnittsweise mit dem duroplastischen Harz, z.
B. Phenolharz, Melaminharz oder Harnstoffharz, überzogen.
Das Überziehen mit Harz erfolgt vor der Blattbildung. Die
so mit Harz überzogenen Fasern lagern sich bei der Blattbildung an
Kontaktstellen in der Weise aneinander an, dass an mindestens einigen
der Kontaktstellen mit Harz überzogene Abschnitte der Faseroberfläche
aneinander anliegen. Bevorzugt liegen an der Mehrzahl der Kontaktstellen
mit Harz überzogene Abschnitte der Faseroberfläche
aneinander an.
-
Es
ist als besonderer Vorteil der Erfindung herauszustellen, dass aus
den mindestens abschnittsweise mit duroplastischem Harz überzogenen
Fasern sowohl leichte als auch schwere Papiere herstellbar sind.
Die erfindungsgemäßen Papiere können
in einem weiteren Gewichtsbereich hergestellt werden als bekannte
Papiere. Die Menge des auf die Fasern aufgetragenen durplastischen
Harzes kann ein einem weiten Bereich variieren, so wie vorstehend
am Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt.
Es können sowohl Papiere in mit einem Flächengewicht
von bis zu 300 g/m2 hergestellt werden,
so wie es auch bei Papieren nach dem Stand der Technik möglich
ist. Es können aber auch schwerere Papiere hergestellt
werden, insbesondere Papiere mit einem Flächengewicht von
mehr als 400 g/m2, bevorzugt von mehr als
500 g/m2, besonders bevorzugt von mehr als
700 g/m2, vorteilhaft von mehr als 900 g/m2, besonders bevorzugt von bis zu 1000 g/m2. Das Flächengewicht des erfindungsgemäßen
Papiers kann grundsätzlich in einem breiten Rahmen eingestellt
werden; als Grenzen sind im Wesentlichen die Menge des auf die Fasern
aufbringbaren duroplastischen Harzes und die Verarbeitbarkeit sowohl
bei der Blattbildung als auch beim Verpressen des harzhaltigen Papiers
zu nennen.
-
Die
Fasern des erfindungsgemäßen Papiers können
sowohl natürliche Fasern als auch synthetische Fasern oder
Mischungen davon sein. Fasern sind für das erfindungsgemäße
Papier geeignet, wenn sie sich im Nassverfahren verarbeiten lassen und
wenn sich duroplastisches Harz auf der Faseroberfläche
abscheiden lässt.
-
Der
Anteil des duroplastischen Harzes, der in das harzhaltige Papier
eingebracht werden kann, beträgt bis zu 50 Gewichts-% bezogen
auf den Feststoffanteil des Papiers. Er kann auch niedriger eingestellt
sein, beispielsweise bei 30 Gewichts-% bezogen auf den Feststoffanteil
des Papiers. Die Obergrenze des Anteils des duroplastischen Harzes
bestimmt sich durch die Aufnahmefähigkeit der jeweils verfügbaren
Faseroberfläche. Die Untergrenze ergibt sich vor allem
aus den Anforderungen an die Verwendung des harzhaltigen Papiers.
Aus technischen Gründen können auch geringe Mengen
duroplastischen Harzes eingesetzt werden. Um jedoch eine belastbare,
gebrauchstüchtige Oberfläche des mit dem harzhaltigen
Papier beschichteten Werkstoffs herzustellen, ist meist ein Anteil
des duroplastischen Harzes von 30 Gewichts-% oder mehr erforderlich.
-
Nach
der Blattbildung ist das duroplastische Harz so weit getrocknet,
dass es blockfrei ist. Es ist aber bei erhöhten Temperaturen
(z. B. 160°C) und bei erhöhtem Druck (z. B. 80
bar/cm2) reaktiv und härtet erst
dann vollständig aus.
-
Wird
als Kunstharz ein Phenolharz oder eine Mischung von Kunstharzen
verwendet, die Phenolharz enthält, dann wurde an den bekannten
Kernpapieren als nachteilig empfunden, dass sie einen starken Eigengeruch
nach Phenol aufweisen, der bei der Verarbeitung, insbesondere beim
Verpressen, stört. Freies Phenol wird für die
bekannten Kernpapiere mit mehr als 3 mg/l gemessen, freies Formaldehyd
wird mit mehr als 4 mg/l gemessen (vergleichende Messung). Bei dem
erfindungsgemäß mit Phenolharz hergestellten Papier
tritt dieser Nachteil überraschenderweise nicht mehr auf.
Es lässt sich nahezu geruchsfrei verarbeiten. Wird das
erfindungsgemäße Papier auf hochdichter Faserplatte
zu Laminat verpresst, wird freies Phenol mit 0,37 mg/l gemessen, freies
Formaldehyd mit 2 mg/l. Dies stellt gegenüber dem Stand
der Technik eine außerordentliche Verbesserung dar.
-
Weiter
wird als eigenständiger Bestandteil der Erfindung ein Formteil-Rohling
beansprucht, der zur Herstellung von Formteilen eingesetzt wird.
Der erfindungsgemäße Formteil-Rohling kann dieselben technischen
Merkmale aufweisen wie das zuvor beschriebene Papier. Wie vorstehend
beschrieben, kann erfindungsgemäß ein besonders
dicker, bis zu 1000 g/m2 schwerer, lagenförmiger
Formteil-Rohling hergestellt werden, der aus Fasern und duroplastischem,
getrocknetem, aber noch nicht ausgehärtetem Kunstharz besteht.
Dieser Formteil-Rohling kann z. B. in Formen eingelegt und unter
Einwirkung von Druck und Hitze zu zwei- oder dreidimensionalen Formteilen
geformt und ausgehärtet werden, die beispielsweise in der
Automobilindustrie, beim Bau von Gehäusen oder Gebrauchsgegenständen
und für zahlreiche andere Anwendungen einsetzbar ist. Die Bedingungen
zum Aushärten sind die gleichen wie beim Verpressen der
erfindungsgemäßen Papiere auf einer Unterlage.
Gegenüber vergleichbaren Formteilen, die nach dem Stand
der Technik im Spritzgussverfahren hergestellt werden, kann der
erfindungsgemäße Formteil-Rohling einfacher gehandhabt
werden, er kann z. B. vor dem Einlegen in die Form zugeschnitten
oder mit Ausschnitten versehen werden. Insbesondere kann auf das
mitunter recht aufwändige Einspritzen der Formmasse in
die Spritzgussform verzichtet werden.
-
Aus
dem Vorstehenden ergibt sich, dass erfindungsgemäße
Formteile, die aus Fasern bestehen, deren Oberfläche mindestens
abschnittsweise mit einem duroplastischen Harz versehen ist, für
weite Anwendungsbereiche geeignet sind. Sie können im Innen-
und Außenbau, als Möbel bzw. Möbelteile, als
Gehäuse, als Verkleidungen, im Automobilbau, für
den Formenbau und vergleichbaren Einsatzzwecken verwendet werden,
wobei das Flächengewicht und die einfache und vielfältige
Verarbeitbarkeit durch Pressen die Anwendung nicht nur für
zweidimensionale sondern gerade auch für dreidimensionale
Gegenstände ermöglicht.
-
Details
der Erfindung werden nachfolgend an zwei Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
-
Zur
Herstellung von harzhaltigen Papieren mit einem Flächengewicht
von 140 g bis 500 g wird zunächst eine Faserstoffsuspension
hergestellt. Hierzu werden 700 kg ungebleichter Nadelholz-Kraftzellstoff
in 16 m3 Wasser aufgerührt. Falls
erforderlich wird der Faserstoff in der Suspension auf einen Mahlgrad
zwischen 30° SR und 35° SR gemahlen. 450 kg Aluminiumhydroxid
werden in 40 m3 Wasser eingemischt. Faserstoffsuspension
und Aluminium-tri-hydrat-Lösung werden gemischt und es
werden 150 kg eines Polychlorbutadien-Polymers als Retentionsmittel
eingemischt. Schließlich werden 1050 kg eines Phenol-Resol-Kunstharzes
in wässrig-alkalischer Lösung mit einem Feststoffgehalt
von 48% zugegeben. Die Viskosität des Kunstharzes liegt
zwischen 600 mPas (Viskosität bei 20°C; DIN
53015). Die Alkalität des Harzes liegt bei 4,0%
(DIN 16916-02-G) und die durch Schwefelsäure
bei einem ph-Wert von 3,5 ausfällbaren Anteile betragen
mindestens 30%. Die Verdünnbarkeit mit Wasser liegt für
das Kunstharz bei mindestens 1:20 (DIN 169 16-02).
Das Phenol-Resolharz ist säureaktiv und hitzereaktiv. Es
ist arm an Monomeren. Nach Zusatz des Phenol-Resol-Kunstharzes wird
die Faserstoffsuspension mit 20%-iger Schwefelsäure auf
einen pH-Wert von 3,5 eingestellt. Nach Zugabe von 3 kg eines handelsüblichen
Entschäumers (Afranil® MG
von BASF) wird die Stoffdichte auf ca. 3% eingestellt.
-
Die
so aufbereitete Faserstoffsuspension wird auf einer Papiermaschine
mit einer Bahnbreite von ca. 2,30 m bei einer Siebgeschwindigkeit
von 35 m pro Minute zu einem Papier mit einem Blattgewicht von 500
g/m2 atro entwässert. Auf das entwässerte, aber noch
nicht vollständig getrocknete Papier wird bei ca. 40% Feuchte
eine carbamidhaltige Kombination organischer Sulfonsäure
mit anorganischen Salzen als Flammschutzmittel in einer Menge von
50 g/m2 aufgetragen. Das imprägnierte
Papier wird bei Temperaturen von 120°C auf eine Restfeuchte
von 6% bis 9% getrocknet.
-
Das
so hergestellte Papier kann zum Beispiel auf Holzwerkstoffplatten
aufgelegt und innerhalb von 20 Minuten bis 25 Minuten bei 130° und
60 bar/cm2 in einer Presse verpresst werden.
Sollen die Presszeiten verkürzt werden, kann z. B. auch
bei 160°C bis 180°C und 80 bar/cm2 gepresst
werden.
-
Zur
Herstellung eines weiteren harzhaltigen Papiers von 180 m2 werden 65 g atro Hanf-Fasern mit einem
Mahlgrad von 35° SR und 30 g atro eines Phenol-Resol-Kunstharzes
gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel
unter Zugabe von 2,5 g eines handelsüblichen Entschäumers
(wie im Beispiel 1 Afranil® MG
von BASF) sowie 1 g eines kationisch wirkenden Retentionsmittel,
z. B. Catiofast® von BASF in wässriger
Suspension auf eine Stoffdichte von 5% eingestellt. Dabei wird die
Suspension mit Schwefelsäure auf einen ph-Wert von 3,5
eingestellt. Aus dieser Faserstoff-Suspension wird ein Blatt mit einem
Blattgewicht von 180 g/m2 hergestellt.
-
Aus
den 180 g/m2 schweren, quadratischen Blättern
wird ein rundes Blatt herausgestanzt. Die runden Blätter
werden aufeinander gestapelt und anschließenden unter Druck
in einem Konvektionsofen bei 160°C ca. 2 Stunden ausgehärtet.
Es entsteht so eine Walze mit einer Härte von ca. 90 ShoreD
erzeugt. Die Oberfläche der Walze wird glatt geschliffen oder
gedreht. Solche Walzen, die als Formkörper aus harzhaltigen
Papieren hergestellt werden, werden beispielsweise in der Papier-
oder Textilindustrie zur Veredlung eingesetzt.
-
Sämtliche
Prozent-Angaben in diesem Dokument sind als Gewichtsprozent zu lesen,
soweit nicht im Einzelnen anders angegeben. Die Angabe „atro” in
diesem Dokument bezieht sich auf „ofentrockenes” Material,
dass bei 105°C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet wurde.
Das Blattgewicht wurde nach Zellcheming Vorschrift V/11/57 ermittelt.
Der Mahlgrad wurde nach Zellcheming-Merkblatt V/3/62 bestimmt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 4810430 [0010]
- - US 6077391 [0010]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - DIN 53015 [0031]
- - DIN 16916-02-G [0031]
- - DIN 169 16-02 [0031]