DE1629426B2

DE1629426B2 - Schichtpresstoffe

Info

Publication number: DE1629426B2
Application number: DE19661629426
Authority: DE
Inventors: Charles Eli Bridgeport Conn. Reed (V.St.A.)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1965-04-28
Filing date: 1966-04-26
Publication date: 1976-01-29
Also published as: DE1629426A1; SE355988B; BE680134A; GB1139183A; NL6605698A; CH452878A; NL149430B

Description

flächen — Tischen, Laden- und Schaltertischen, Fußböden usw. — nicht gut geeignet waren. Zur Verminderung dieses Glanzes wurde die Oberfläche des Schichtpreßstoffs mit Bürstenscheiben oder Kissen bearbeitet, Hie metallische oder andere Fasern mit Schleifwirkung allein oder in Verbindung mit Suspensionen von feinem Schleifmaterial enthalten. Abgesehen von dem Arbeitsaufwand erzeugte diese glanzvermindernde Behandlung auf der Oberfläche des Schichtpreßstoffs gemäß US-Patent 31 35 643 eine Fleckigkeit oder Ungleichmäßigkeit im Glanz oder eine Oberflächenreflexion. Dies verminderte das gute Aussehen des Schichtpreßstoffs, insbesondere wenn die Dekorationsplatten von verschiedenen Winkeln und unter unterschiedlichen Lichtbedingungen betrachtet werden, und damit ihre Verkäuflichkeit.

Es sind ferner (US-Patent 22 46 898) rutsch- und abriebfeste Trittflächen bekannt, die aus einem harten synthetischen Harzkörper bestehen, der sich aus einem thermoplastischen und einem wärmehärtenden Harz zusammensetzt, wobei der synthetische Harzkörper ti, abriebfeste Partikeln enthält, z. B. kristallines AIu-'* miniumoxyd und kristallines Siliciumcarbid.

Aus dem US-Patent 32 66 878 sind ferner Schleifflächen, insbesondere Schleifriemen, bekannt, bei welchen die Schleifschicht aus Material mit einer Härte von mindestens 9 auf der Mohsschen Härteskala besteht, welches mit Hilfe eines Harzklebers auf der Unterlage befestigt ist. Außerdem ist mikrokristalline Cellulose bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schichtpreßstoff der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß seine Abriebfestigkeit verbessert und der Glanz der Oberfläche herabgesetzt ist.

Zur Lösung ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Celluloseanteil aus mikrokristalliner Cellulose besteht und höchstens 50 Gewichtsteile (bezogen auf 100 Gewichtsteile Harz) beträgt und der Anteil an feinteiligem hartem Material 1 bis 20 Gewichtsteile (bezogen auf 100 Gewichtsteile Harz) beträgt und aus Stoffen mindestens der Härte 9 nach der Mohsschen Härteskala besteht, z. B. Diamant, Wolframcarbid, Titancarbid, Bornitrid, Aluminiumoxyd oder eine Gemisch aus Diamant und Siliciumdioxyd.

Bei Mengen von bis zu 5 Teilen Diamant allein oder in Verbindung mit Siliciumdioxyd ist unter dem Überzug aus Harzmasse jedes darunter befindliche Dekorationsmuster sichtbar.

Die Oberfläche der erfindungsgemäßen Schichtpreßstoffe ist um ein vielfaches abriebfester und verschleißfester als die Oberfläche der bekannten Schichtpreßstoffe. Darüber hinaus ist das Aussehen der Oberfläche nicht nur, wie zu befürchten, nicht verschlechtert, sondern sogar noch verbessert, da der Glanz herabgesetzt ist und die bei den bekannten Schichtpreßstoffen notwendigen Nachbehandlungen zurGlanzbeseitigung entfallen können und außerdem die Fleckigkeit der Oberfläche sowie der ungleichmäßige Glanz einwandfrei beseitigt sind. Diese Verbesserungen wurden durch die gleichzeitige Verwendung von feinteiligem harten Material mit mindestens der Härte 9 nach der Mohsschen Härteskala und von mikrokristalliner Cellulose herbeigeführt, wodurch erst dip Verarbeitung eines derartig harten Materials unter gleichzeitiger Verbesserung des Aussehens und der optischen Oberflächeneigenschaften ermöglicht wurde.

Es folgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung:

Für die Imprägnierung der Kernschichten der erfindungsgemäßen Schichtpreßstoffe werden solche hitzehärtende Harze verwendet, die normalerweise für die Herstellung von Schichtpreßstoffen gebraucht werden. Gewählt wird das den jeweils gewünschten Eigenschaften entsprechende. Am häufigsten wird ein Kondensationsprodukt eines Phenols und eines Aldehyds, gewöhnlich ein mit alkalischem Katalysator hergestelltes Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukt verwendet. Die Art der Herstellung der Kernschicht sowohl hinsichtlich ihrer Zusammensetzung als auch des zum Imprägnieren verwendeten Harzes ist nicht als wesentlicher Teil der Erfindung anzusehen.

Als thermisch härtbare Harze zum Imprägnieren und Überziehen der Oberflächenschicht der erfindungsgemäßen Schichtpreßstoffe werden vorzugsweise Kondensationsprodukte von Melamin mit Aldehyden wegen der ausgezeichneten Verschleißeigenschaften dieser Harze, ihrer Durchsichtigkeit und ihrer Beständigkeit gegen Verfärbung verwendet. Harze, die aus anderen Aminotriazinen, Harnstoff und Dicyandiamid hergestellt werden, helle, stark gereinigte Phenolharze, Polyesterharze, z. B. die ungesättigten, aus Vinylmonomeren hergestellten Alkydharze, Acrylharze, vernetzte lineare Harze, Äthoxylinharze usw., können ebenfalls verwendet werden. Von den geeigneten Melaminharzen sind mehrere ausführlicher in der US-Patentschrift 26 05 205 beschrieben.

Ein Beispiel eines Melaminharzes, das sich für die Oberflächenimprägnierung eignet, ist ein modifiziertes Melamin-Formaldehyd-Reaktionsprodukt, das unter der Bezeichnung »Cymel 428« im Handel (Hersteller: American Cyanamid Company) erhältlich ist. Dieses Harz ist ein weißes, rieselfähiges Pulver, das speziell für die Behandlung von Papier bestimmt ist, das in Dekorationsplatten verwendet wird. Das Harz ist in Wasser oder im Alkohol-Wasser-Gemisch leicht löslich und bildet eine klare, farblose Lösung, die bei einem Feststoff gehalt von 50% wenigstens zwei Tage bei Raumtemperatur stabil ist. Typische Eigenschaften einer 50%igen wäßrigen Lösung dieses Harzes bei 25°C sind ein pH-Wert von 8,8 bis 9,6, eine Gardner-Viskosität von A bis B und ein Feststoffgehalt von 26% bei maximaler Verdünnung in Wasser.

Als Phenolharz eignet sich beispielsweise ein hellfarbiges, hitzehärtendes Allzweck-Phenol-Formaldehyd-Harz, das unter der Bezeichnung »Resinox 470« (Monsanto Chemical Company) im Handel ist. Als Beispiel eines typischen Polyesters, der für das Überziehen des gemusterten Bogens verwendet werden kann, sei ein hitzehärtendes Allzweckharz genannt, das durch Umsetzung von 2 Mol Propylenglykol, 1 Mol Maleinsäureanhydrid und 1 Mol Phthalsäureanhydrid hergestellt wird, wobei 70 Teile dieses Polyesters mit 30 Teilen Styrol copolymerisiert werden.

Zu den Materialien mit einer Härte von mindestens 9 auf der Mohsschen Härteskala gehören unter anderem Diamant, Wolframcarbid, Titancarbid, Bornitrid und Aluminiumoxyd. Nach der Mohsschen Härteskala für Mineralien hat Diamant eine Härte 10, während die übrigen genannten Stoffe eine Härte 9 oder mehr haben und die Härte von Siliciumdioxyd 7 beträgt. Es ist jedoch bekannt, daß die Mohssche Härteskala kein genauer Maßstab ist, wobei jedes Material die angegebene zahlenmäßige Beziehung zu den anderen hinsichtlich des tatsächlichen Härtegrads hat. Die Zahlenwerte der Mohsschen Härteskala bedeuten ledielich, daß ein Material eines bestimmten Härte-

grades jedes andere Material anritzt, das eine niedrigere Härte hat. Genauer ist die Härteskala, die von Dr. Frederick K η ο ο ρ vom U. S. National Bureau of Standards aufgestellt wurde. Beschrieben ist diese Härteskala beispielsweise in »Gems and Gemology«, Charles J. Parsons und Edward J. S h ο u p, 1961, Gembooks, Mentone, California. Hierbei werden Diamantspitzen, die in Form einer länglichen Pyramide geschnitten sind, mit einer mechanisch gesteuerten Bewegung und mit einer bestimmten Gewichtsbelastung über die Oberfläche des Minerals gezogen. Der Zahlenwert der Härteskala basiert auf der Fläche des gebildeten Kratzers. Die relativen Werte für die vorstehend genannten Materialien gemäß dieser Skala des U. S. National Bureau of Standards sind in der folgenden Tabelle zusammen mit den Vergleichszahlen aus der Mohsschen Härteskala genannt.

Tabelle 1

Mohssche Härteskala

Härteskala des L). S.
National Bureau
of Standards

7 Siliciumdioxyd
9 Aluminiumoxyd
9—1/8 Wolframcarbid
10 Diamant

710 bis 790
1620 bis 1670
1800 bis 2000
6200 bis 6500

Aus den vorstehenden Werten ist ersichtlich, daß die gemäß der Erfindung verwendeten Hartstoffe bei weitem härter sind als Siliciumdioxyd. Ein weiteres brauchbares Hartmaterial ist Bornitrid, das eine Mohssche Härte von 10 hat und hinsichtlich der U. S. National Bureau of Standards-Härte dem Diamant ähnlich ist.

Sofern Siliciumdioxyd enthalten ist, ist ein feinteiliges, reines weißes Siliciumdioxydmehl, das unter der Bezeichnung »30 Microm Min-U-Sil« und »Opal Silica« im Handel ist (Hersteller Pennsylvania Pulverizing Company, Pittsburgh, Pa.) vorgesehen. Diese Kieselsäuren bestehen aus praktisch reinem Siliciumdioxyd. Bei einem typischen Produkt »30 Mikron Min-U-Sil« haben 97 Gewichtsprozent der Teilchen eine Größe von weniger als 30 μιη bei einer durchschnittlichen Teilchengröße von 3 μίτι. Teilchen einer Größe über 40 μπι sind praktisch nicht vorhanden. Die Farbe (Reflexion) beträgt 83,5 und die Oberfläche 5400cm²/g- Der PH-Wert beträgt 7,0, das Schüttgewicht 3,61 kg/1. Eine typische »Opal Silica« hat eine Teilchengröße von 0,9 + 44 μιτι (0,9 + 325 mesh) und einen Farbwert (Reflexion) von 83,5. Etwa 99,3 Gewichtsprozent der »Opal Silica« sind feiner als 43 μπι, und die mittlere Teilchengröße beträgt etwa 11,9 μίτι. Dieses Material hat eine Oberfläche von 7300 cm^a/g, einen pH-Wert von 7,0 und ein Schüttgewicht von 2,7 kg/1. Ein weiteres brauchbares Siliciumdioxyd, das von der gleichen Firma hergestellt wird, ist das Produkt »25 Micron Silica« mit einer mittleren Teilchengröße von 7,2 μιτι, wobei Teilchen, die größer als 30 μηι sind, praktisch nicht vorhanden sind. Auch Gemische dieser Siliciumdioxyde können verwendet werden.

Bcvorzuul werden Kieselsäuren mit Teilchengröße!!

bis zu etwa 40 μπι bei einer mittleren Teilchengröße von 5 bis 10 μιτι.

Die im Rahmen der Erfindung verwendete mikrokristalline Cellulose ist bekannt. Sie wird durch starke Säurehydrolyse von reinen Cellulosefaser!! hergestellt, wobei die amorphen Bestandteile der Faser entfernt werden und nur Mikrokristalle zurückbleiben, die durch scherendes Mischen von ihrer Faserstruktur befreit werden. Ein typisches Material dieser Art wird

ίο unter der Handelsbezeichnung »Avirin« und »AviceK vertrieben (American Viscose Corporation).

Das Herstellungsverfahren ist bekannt und wird beispielsweise in »Industrial and Engineering Chemistry« 54, September 1962, Seite 20, beschrieben. Die mikrokristalline Cellulose ist in Form eines gleichmäßig reinen Mehls von kolloidaler Größe und in Form von sehr feinen Flocken erhältlich. Sie läßt sich durch Mischen mit Wasser leicht gelieren, insbesondere in einem Mischer mit hoher Scherwirkung. Das Material ist weder in seiner trockenen Form noch in seiner gelierten Form eine Faser. Bei niedriger Vergrößerung unter dem Mikroskop scheint das Material vor der Verarbeitung Faserlragmenten zu ähneln, wie sie beim Mahlen von Flocken aus Cellulosefaser!!

gebildet werden. Bei stärkerer Vergrößerung ist jedoch zu erkennen, daß gemahlene Cellulosefaser!! faserförmig im eigentlichen Sinne des Wortes sind, während im Gegensatz dazu die mikrokristalline Cellulose aus einer Reihe von wiederagglomerierten Mikrokristalien besteht und etliche Poren im Bereich von etwa 2 bis 5 nm aufweist. Diese Porosität wird durch Ölabsorptionsversuche nachgewiesen, bei denen die mikrokristalline Cellulose ein Vielfaches der Ölmenge aufnimmt, die durch gemahlene Cellulosefasern von ähnlicher Teilchengröße absorbiert wird. Ein Vergleich der mikrokristallinen Cellulose und der gemahlenen Cellulosefasern, welche z. B. nach dem US-Patent 31 35 643, verwendet werden, unter dem Mikroskop zeigt, daß die gemahlenen Cellulosefasern in einer Flüssigkeit agglomerieren, während dies bei der mikrokristallinen Cellulose nicht der Fall ist. Ferner sind die Cellulosefasern fibrilliert, während die Teilchen der mikrokristallinen Cellulose glatt aussehen.

Im Falle der Verwendung von feinteüigem Diumammaterial hat dies eine Teilchengröße von weniger ais 44 μιτι weniger als 325 mesh. Eine Analyse einer typischen Probe eines solchen Diamantmatcrials ergab die folgende Teilchengrößenverteilung:

Gute Ergebnisse wurden auch mit Diamanten, deren Größe einer Maschenweite von weniger als 400 Mesh entsprach, und auch mit Diamanten, die so klassiert waren, daß ihr·.? Teilchen»roßc etwa 40 μηι betrug, jrhalk·::.

Größe	(%)
(μιτι)	O
Obis 4	1,5
4 bis 8	4
8 bis 12	12,5
12 bis 22	32
22 bis 36	49
36 bis 54
54 bis 80

In den folgenden Beispielen sind alle Mengenangaben auf das Gewicht bezogen.

Beispiel 1

Eine Überzugsmasse wurde hergestellt, indem 64 Teile Wasser, 12,5 Teile Natriumcarboxymethylcellulose in einer Konzentration von 2 % und 0,125 Teile feinteiliger Diamant einer Teilchengröße von weniger als 44 μπι etwa 1 Minute in einem stark scherenden Mischer, z. B. in einem Cowles-Mischer, gemischt wurden. Zu dem Gemisch wurden 100 Teile des Melaminharzes »Cymel428« gegeben, und das Gemisch wurde erneut etwa 2 Minuten homogenisiert. Anschließend wurden 20 Teile mikrokristalline Cellulose »Avirin« unter gutem Mischen zugesetzt.

Die Kernschicht des Schichtpreßstoffs wurde aus

8 Bögen eines Kraftpapiers von 280 μΐη hergestellt, das mit einer 50%igen Lösung eines üblichen, mit alkalischem Katalysator hergestellten Phenolform-

p aldehydharzes imprägniert war, wobei der endgültige Ϊ.) Gehalt an Harzfeststoffen im Kernmaterial etwa 40% des Gesamtgewichts des Kernes betrug. Die Bögen wurden nach der Imprägnierung 1 bis 2 Minuten bei einer Temperatur von etwa 140 bis 17O⁰C im Ofen getrocknet.

Das Verfahren zur Imprägnierung der Oberflächenschicht — eines gemusterten Bogens — und zum Aufbringen des Überzugs aus Harzmasse wird nachstehend j in Verbindung mit der Abbildung erläutert. Die unbehandelte Oberflächenschicht 1 (s. F i g. 1) besteht aus ! einer endlosen Bahn eines in geeigneter Weise mit einem ! Muster bedruckten Papiers aus «-Cellulose. Das gemusterte Papier wird mit einer 50% Feststoffe enthaltenden wäßrigen Lösung 2 des in der oben beschriebenen Überzugsmasse verwendeten Melaminharzes imprägniert. Das gemusterte Papier wird so imprägniert, daß der Gehalt an trockenem Harz zwischen etwa 33 und 43% liegt. Dieses imprägnierte Papier darf im noch feuchten Zustand keine überschüssige Lösung an der Oberfläche aufweisen, da diese überschüssige Lösung Schwierigkeiten beim Beschichten verursacht. Deshalb wird das imprägnierte gemusterte Papier zwischen zwei Walzen 3 und 4 durchgeführt, um das Harz zu entfernen, das über den Harzgehalt von 33 bis 42 % hinausgeht.

Die in der beschriebenen Weise hergestellte Überzugsmasse 5 wird dann auf die feuchte Oberfläche des nunmehr imprägnierten gemusterten Papiers 1 mit einer Rakel 6 aufgetragen, die über der oberen Walze 4 angeordnet ist.

Die Beschichtung kann auch mit einer gleichsinnig laufenden Walzenauftragmaschine vorgenommen werden. Die Überzugslösung wird der oberen Walze 4 mit einem Rohr 7 zugeführt, das sich vorzugsweise quer über die Bahn bewegt.

Das imprägnierte und beschichtete bedruckte Papier wird durch einen Trockenraum mit Zwangsbelüftung (nicht dargestellt) geführt, der eine Fördereinrichtung enthält, die die Bahn bei einer Temperatur von etwa 140 bis 170⁰C etwa 3 bis 5 Minuten trägt. Das Gewicht des trockenen Überzuges liegt im allgemeinen zwischen etwa 0,11 bis 0,16 kg/m² des gemusterten Bogens, und der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen des gemusterten Bogens sollte im Bereich von etwa 2 bis 5 %, vorzugsweise von etwa 2 bis 3 %, liegen. Der Kernbogen und die gemusterten Bogen werden dann auf Größe geschnitten, und der beschichtete gemusterte Bogen wird als Oberflächenschicht auf die 8 Bogen des Kernmaterials gelegt, und die beschichteten und imprägnierten Bogen werden zwischen polierten Platten aus nichtrostendem Stahl oder anderem geeignetem Werkstoff unter der Einwirkung von Wärme und Druck nach den üblichen Methoden zur Schichtpreßstoffherstellung gepreßt. Die Preßdauer beträgt gewöhnlich 20 bis 25 Minuten, die Temperatur 130 bis 150° C und der Druck 70 bis 105 kg/cm².

ίο Die Schichtpreßstoffe werden noch unter Druck auf eine Temperatur unter 40⁰C gekühlt und aus der Presse genommen. In F i g. 2 ist ein typischer Schichtpreßstoff gemäß der Erfindung dargestellt. Der gemusterte Bogen 12 bildet die Oberflächenschicht des Preßstoffs und hat keinen Deckbogen über sich. Statt dessen ist der gemusterte Bogen 12 mit der Überzugsmasse beschichtet, die aus Harz, mikrokristalliner Cellulose und Diamant besteht, und dieser Überzug 13 bildet die Oberfläche des Schichtpreßstoffs. Die Kernschicht ist mit 11 bezeichnet.

Der im Beispiel 1 beschriebene Versuch wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß unterschiedliche Diamantmengen verwendet wurden, nämlich ³/₈ Teile (Beispiel 2), 2 Teile (Beispiel 3), 5 Teile (Beispiel 4) und 10 Teile (Beispiel 5).

Es wurde gefunden, daß nicht nur feinteiliges Diamantmaterial, das allein verwendet wird, sehr vorteilhafte Wirkungen hinsichtlich der Erhöhung der Abrieb- oder Verschleißfestigkeit der erfindungsgemäßen Dekorationsplatten hat, sondern daß auch Kombinationen dieses Diamantmaterials mit Siliciumdioxyd sehr vorteilhaft sind. Dieser Aspekt der Erfindung wird durch die folgenden Beispiele veranschaulicht.

Beispiel 6

Der im Beispiel 1 beschriebene Versuch wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß als abriebfestes Material 0,125 Teile des Diamantmaterials und 9,875 Teile des vorstehend beschriebenen Siliciumdioxyds verwendet wurden. Weitere Versuche wurden mit 0,375 Teilen Diamantmaterial und 9,625 Teilen Siliciumdioxyd (Beispiel 7), 2 Teilen Diamantmaterial und 8 Teilen Siliciumdioxyd (Beispiel 8) und 5 Teilen Diamantmaterial und 5 Teilen Siliciumdioxyd (Beispiel 9) durchgeführt.

Versuche zur Bestimmung des Abriebs wurden mit den vorstehend beschriebenen Schichtpreßstoffen gemaß den Normen der National Electrical Manufactures Association (NEMA), Test LP2-1.06, durchgeführt. Ermittelt wurde die bis zum Durchbruch erforderliche Zahl der Umdrehungen einer mit einem Schleifmittel bedeckten Walze, die mit der Testprobe in Berührung gebracht wurde. Ermittelt wurde ferner die Menge des Abriebs in Gramm pro 100 Umdrehungen. Die NEMA-Norm schreibt als Minimum einen Abriebwert (Zahl der Umdrehungen) von 400 vor. Die maximale Abriebmenge gemäß der NEMA-Norm

beträgt 0,08 g/100 Umdrehungen. Übliche Schichtpreßstoffe mit einer Melaminharzoberfläche haben selten einen Abriebwert von mehr als 500. Die Abriebmengen bei üblichen Laminaten mit Melaminharzoberfläche liegen selten unter 0,060 bis 0,065.

In der folgenden Tabelle sind für die vorstehend beschriebenen Schichtstoffe die Abriebwerte (Zahl der Umdrehungen), die Abriebmengen und die Filmdicken angegeben.

ίο

Tabelle 2

Beispiel Hartmaterial Gewichtsteile, enthalten in der Schichtstoffmischung gemäß Beispiel 1 Abriebwert

(Umdrehungen)

Abriebmenge Filmdicke

(g/100 Um- (μπι) drehungen)

1
2
3
4
5
6
7

V₈ Diamant, kein Siliciumdioxyd ³/₈ Diamant, kein Siliciumdioxyd 2 Diamant, kein Siliciumdioxyd 5 Diamant, kein Siliciumdioxyd 10 Diamant, kein Siliciumdioxyd V₈ Diamant, 9⁷/₈ Siliciumdioxyd ³/₈ Diamant, 9⁵/₈ Siliciumdioxyd 5 Diamant, 8 Siliciumdioxyd 5 Diamant, 5 Siliciumdioxyd

333	0,035	33
510	0,019	28
2185	0,005	28
4900	0,003	38
7486	0,003	40,6
542	0,015	18
715	0,014	28
2907	0,006	40,6
7350	0,002	46

Aus der vorstehenden Tabelle ist ersichtlich, daß Materialien, die wenigstens 2 Gewichtsteile Diamant enthalten, den üblichen Schichtpreßstoffen bei weitem überlegen sind. Ferner sind Materialien, die wenigstens ³/₈ Gewichtsteile Diamant und unterschiedliche SiIiciumdioxydmengen enthalten, ebenfalls sehr wirksam, was Abriebwerte und Abriebmengen anbelangt. Mit bis zu 2 Gewichtsteilen Diamant findet wenig oder keine Verdunkelung des darunter befindlichen Musters statt. Es wurde gefunden, daß die Mengen von Diamant bzw. Diamant und Siliciumdioxyd in den vorstehend beschriebenen Überzugsmassen bis zu 50 Gewichtsteile betragen können.

Der im Beispiel 1 beschriebene Versuch wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß an Stelle des Diamantmaterials unterschiedliche Mengen Wolframcarbid verschiedener Teilchengröße, Titancarbid, Aluminiumoxyd und Bornitrid verwendet wurden. Die Abriebwerte und Abriebmengen wurden auf die beschriebene Weise gemessen.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 genannt. Zum Vergleich ist in Tabelle 3 ein Beispiel 27 einbezogen, bei dem Siliciumdioxyd allein als abriebfester Füllstoff verwendet wurde.

Tabelle 3

Beispiel Hartmaterial Gewichtsteile, enthalten in der Schichtstoffmischung gemäß Beispiel 1 Abriebwert Abriebmenge Filmdicke (μηη)

(Umdrehungen)

(g/100 Umdrehungen)

	Wolframcarbid (10 bis 15 μπι)	6 500	0,004	53
10	5	8 270	0,004	53
11	10	10 500	0,002	35,6
12	25
	Wolframcarbid (20 bis 25 μπι)	7 700	0,002	38
13	5	10 500	0,002	33
14	10	20 500	0,002	38
15	25
	Titancarbid (5 μΐη)	7 000	0,003	28
16	5	11500	0,001	23
17	10	30 500	0,001	53
18	25
	Aluminiumoxyd (1 μπι)	1600	0,013	43
19	5	2 500	0,010	51
20	10	3 900	0,010	64
21	15
	Aluminiumoxyd (5 μΐη)	1690	0,013	43
22	5	2 390	0,012	56
23	10	4000	0,008	84
24	15
	Bornitrid (40 μηι)	2 880	0,005	33
25	10	5190	0,003	33
26	20
	Siliciumdioxyd (10 μπι)	1230	0.015	35.6
27	10

Aus der vorstehenden Tabelle ist deutlich erkennbar, daß durch Zusatz von Hartmaterial, wie Wolframcarbid, Titancarbid, Aluminiumoxyd und Bornitrid erhöhte Abriebfestigkeit erzielt wird. Es wurde gefunden, daß bei Verwendung mehrerer Gewichtsteile der letztgenannten Stoffe gewisse helle dekorative Muster etwas verdeckt werden. In gewissen Fällen, insbesondere im Fall von Wolframcarbid, kommt

jedoch ein dekoratives Funkeln durch die Reflexion der Hartstoffteilchen hinzu. Bei Verwendung von Titancarbid in Mengen von wenigstens etwa 10 Gewichtsteilen werden tiefschwarze Schichtpreßstoffe erhalten, die von sich aus für viele Zwecke dekorativ wirken. In geringeren Mengen werden Schichtpreßstoffe mit helleren Farben erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Abriebfester dekorativer Schichtpreßstoff aus einer Kernschicht und einer Oberflächenschicht mit einem Überzug aus einer Harzmasse, die ein thermisch härtbares Harz enthält sowie außerdem auf 100 Gewichtsteile des Harzes mehr als 10 Gewichtsteile feinstteilige Cellulose mit einem Brechungsindex, der etwa dem des gehärteten Harzes entspricht, und ein feinverteiltes feinteiliges hartes Material, welches Siliciumdioxyd enthalten kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Celluloseanteil aus mikrokristalliner Cellulose besteht und höchstens 50 Gewichtsteile beträgt und der Anteil an feinteiligem harten Material 1 bis 20 Gewichtsteile beträgt und aus Stoffen mit mindestens der Härte 9 nach der Mohsschen Hätteskala besteht, z. B. Diamant, Wolframcarbid, Titancarbid, Bornitrid, Aluminiumoxid oder ein Gemisch aus Diamant und Siliciumdioxyd.

Die Erfindung betrifft abriebfeste dekorative Schichtpreßstoffe aus einer Kernschicht und einer Oberflächenschicht mit einem Überzug aus einer Harzmasse, wie sie im Gattungsbegriff des Anspruches beschrieben sind.

Schichtpreßstoffe, z. B. Dekorationsplatten, mit Oberflächen, die die verschiedensten erwünschten Eigenschaften haben, sind allgemein bekannt. Durch die zunehmende Verwendung von Schichtpreßstoffen für Zwecke wie Belag und Theken, Tischen, Pulten, Einrichtungen, Fußböden und anderen Anlagen sowohl im Haushalt als auch im Gewerbe sind die Anforderungen an diese Schichtpreßstoffe immer höher geworden. Vielleicht keine andere einzelne Eigenschaft dieser Schichtpreßstoffe ist wichtiger als ihre Verschleiß- oder Abriebfestigkeit. Die Schwierigkeit, diese Verschleißfestigkeit zu erhöhen, liegt in erster Linie in den vielen nicht im Einklang miteinander stehenden Eigenschaften, die die Oberfläche von Dekorationsplatten gleichzeitig haben müssen. Versuche, Verbesserungen der Verschleißfestigkeit zu erzielen, waren fast immer von einer nachteiligen Wirkung auf eine oder mehrere andere Eigenschaften der Oberfläche des Schichtpreßstoffs begleitet. Ein üblicher Schichtpreßstoff, z. B. eine Dekorationsplatte, hat drei wesentliche Teile, nämlich eine obere Verschleißschicht, einen gemusterten Bogen unter der oberen Verschleißschicht und einen Füllbogen oder Kern, der die Verschleißschicht und den gemusterten Bogen trägt. Natürlich ist hinsichtlich des Problems der Abrieb- oder Verschleißfestigkeit die obere Verschleißschicht der kritische Teil des Schichtpreßstoffs. Diese obere Verschleißschicht besteht fast immer aus einem durchscheinenden Deckbogen aus Papier, der mit einem hitzehärtenden Harz, gewöhnlich einem Melaminharz, imprägniert ist. Der Deckbogen selbst besteht im allgemeinen aus einem sehr hochwertigen dünnen Papier, das aus gereinigter Viskose, Reyonfasern, Cellulosefasern oder anderen ähnlichen Materialien oder aus Gemischen der vorstehend genannten Materialien hergestellt ist.
Es wurden bereits Versuche gemacht, verhältnismäßig harte Stoffe, z. B. mineralische Stoffe und kieselsäurehaltige Stoffe, in Überzugsmassen einzuarbeiten, um ihre Abriebfestigkeit zu erhöhen. Wenn diese Mineralstoffe den Überzugsmassen zugesetzt werden,

ίο die für die vorstehend beschriebenen Schichtpreßstoffe verwendet werden, kann zwar erhöhte Abriebfestigkeit erzielt werden, jedoch ist das Ergebnis gewöhnlich ein Schichtpreßstoff mit schlechter Beständigkeit gegen Haarrißbildung, schlechter Klarheit des Drucks, spröden Oberflächen oder in vielen Fällen mit mehreren dieser Mangel. Ein Hauptgrund für diese Mängel liegt darin, daß der Deckbogen die gleichmäßige Dispergierung der Mineralstoffe im Harz verhindert. Der Deckbogen wirkt nämlich als Filter für die Mineralstoffe. Wenn beispielsweise ein Deckbogen mit einem Harz imprägniert wird, das feines Quarzmehl enthält, weist der imprägnierte Deckbogen an der Oberseite und Unterseite einen siliciumdioxydreichen Harzüberzug und dazwischen eine siliciumdioxydarme Harzmasse auf. Abriebversuche mit einem solchen Schichtpreßstoff haben gezeigt, daß die Abriebfestigkeit lediglich an der Oberseite hoch ist, in der Mitte des Deckbogens äußerst niedrig ist und an der Unterseite des Deckbogens wieder hoch wird. Bei Verwendung feinteiliger kieselsäurehaltiger Materialien, z. B. Dampfphasenkieselsäure oder Kieselsäure in Aerogelform, um gleichmäßige Verteilung des Siliciumdioxyds im Deckbogen zu erzielen, wird die Überzugsmasse so viskos, daß der Deckbogen keine genügende Harzmenge aufnimmt, um ordnungsgemäß getränkt zu werden.

Aus der US-Patentschrift 31 35 643 ist ein Schichtpreßstoff der eingangs genannten Art bekannt. Bei ihm wird an Stelle der beiden vorbeschriebenen oberen Schichten — dem gemusterten Bogen und dem als Verschleißschicht darauf liegenden Deckbogen — nur eine einzige Oberflächenschicht verwendet, welche mit einem Überzug aus einer Harzmasse versehen ist. Die Harzmasse besteht aus einem thermisch härtbaren Harz, einem feinverteilten faserigen Material, z. B. Celluloseflocken in Form einzelner Cellulosefasern, dessen Brechungsindex etwa dem des gehärteten Harzes entspricht und feinverteiltem reinem weißen Siliciumdioxydmehl. Auf 100 Gewichtsteile des Harzes kommen 10 bis 40 Gewichistcile Celluloseflocken und 5 bis 30 Gewichtsteile Siliciumdioxydmehl. Bei diesem Schichtpreßstoff ist die Abriebfestigkeit und Verschleißfestigkeit gegenüber den vorbeschriebenen Schichtpreßstoffen verbessert. Es gibt jedoch Anwendungsgebiete von Dekorationsplatten, bei denen an ihre Abriebfestigkeit und Verschleißfestigkeit extreme Anforderungen gestellt werden, denen der Schichtpreßstoff gemäß US-Patentschrift 31 35 643 nicht genügt. Zum Beispiel werden Dekorationspkitten auf Fußböden einer starken Abnutzung ausgesetzt. In Räumen, die aus Gründen der Sauberkeit und auch technischen Gründen absolut staubfrei sein müssen (Datenverarbeitungsanlagen, wissenschaftliche Laboratorien usw.), dürfen als Fußbodenbelag nur extrem abriebfeste Materialien verwendet werden. Außerdem weist die Oberfläche der Dekorationsplatten gemäß US-Patent 31 35 643 einen unerwünschten Glanz auf, so daß sie zur Verwendung auf beleuchteten Ober-