DE1629426C3 - Schichtpreßstoffe - Google Patents
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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,
die 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 abriebfeste Partikeln enthält, z. B. kristallines Aluminiumoxyd
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 zur Glanzbeseitigung
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 die
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 Melaminharze^, 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 MoI 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
lediglich, 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.
Mohsschc Härteskala
Härteskala des LJ. S.
National Bureau
of Standards
National Bureau
of Standards
7 Siliciumdioxyd
9 Aluminiumoxyd
9—1/8 Wolframcarbid
10 Diamant
9 Aluminiumoxyd
9—1/8 Wolframcarbid
10 Diamant
710 bis 790
1620 bis 1670
1800 bis 2000
6200 bis 6500
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 μΐη bei einer durchschnittlichen
Teilchengröße von 3 μίτι. Teilchen einer
Größe über 40 μίτι 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 μηι (0,9 + 325 mesh) und
einen Farbwert (Reflexion) von 83,5. Etwa 99,3 Gewichtsprozent der »Opal Silica« sind feiner als 43 μηι,
und die mittlere Teilchengröße beträgt etwa 11,9 μηι.
Dieses Material hat eine Oberfläche von 7300 cm2/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 μΓη, wobei Teilchen, die größer als
30 μΐη sind, praktisch nicht vorhanden sind. Auch Gemische dieser Siliciumdioxyde können verwendet
werden.
Hcvorzuul werden Kieselsäuren mit Tcilchcnaroßen
bis zu etwa 40 μΐη bei einer mittleren Teilchengröße
von 5 bis 10 μτη.
Die im Rahmen der Erfindung verwendete mikrokristalline Cellulose ist bekannt. Sie wird durch starke
Säurehydrolyse von reinen Cellulosefasern 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 Faserfragmenten zu ähneln, wie
sie beim Mahlen von Flocken aus Cellulosefasern gebildet werden. Bei stärkerer Vergrößerung ist jedoch
zu erkennen, daß gemahlene Cellulosefasern i'aserförmig
im eigentlichen Sinne des Wortes sind, während im Gegensatz dazu die mikrokristalline Cellulose aus
einer Reihe von wiederagglomerierteiV Mikrokristallen
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 aulnimmt,
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 feinteiligem Diamantmaterial hat dies eine Teilchengröße von weniger a'is
44 μίτι weniger als 325 mesh. Eine Analyse einer
typischen Probe eines solchen Diamantmaterials 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 ihre Teilchengröße etwa 40 μητ betruü,
erhalle::.
Größe | (%) |
((im) | 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 | 1 |
54 bis 80 | |
In den folgenden Beispielen sind alle Mengenangaben auf das Gewicht bezogen.
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 μΐη 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 Phenolformaldehydharzes
imprägniert war, wobei der endgültige 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 1700C im Ofen getrocknet.
Das Verfahren zur Imprägnierung der Oberflächenschicht — eines gemusterten Bogens — und zum Aufbringen
des Überzugs aus Harzmasse wird nachstehend 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.
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
Beispiel Hartmaterial Gewichtsteile, enthalten in der Schichtstoffmischung gemäß Beispiel 1
Abriebwert
(Umdrehungen)
Abriebmenge Filmdicke
(g/100 Um- (μπι)
drehungen)
drehungen)
1 1I8 Diamant, kein Siliciumdioxyd
2 3/8 Diamant, kein Siliciumdioxyd
3 2 Diamant, kein Siliciumdioxyd
4 5 Diamant, kein Siliciumdioxyd
5 10 Diamant, kein Siliciumdioxyd
6 1I8 Diamant, 97/g Siliciumdioxyd
7 3/8 Diamant, 96/8 Siliciumdioxyd
8 5 Diamant, 8 Siliciumdioxyd
9 5 Diamant, 5 Siliciumdioxyd
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/s 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 Dia-
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 |
mant 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.
Beispiel | Hartmaterial Gewichtsteile, enthalten in der | Abriebwert | Abriebmenge | Filmdicke |
Schichtstoffmischung gemäß Beispiel 1 | (Um | (g/100 Um | (μηι) | |
drehungen) | drehungen) | |||
Wolframcarbid (10 bis 15 μπι) | ||||
10 | 5 | 6 500 | 0,004 | 53 |
11 | 10 | 8 270 | 0,004 | 53 |
12 | 25 | 10 500 | 0,002 | 35,6 |
Wolframcarbid (20 bis 25 μπι) | ||||
13 | 5 | 7 700 | 0,002 | 38 |
14 | 10 | 10 500 | 0,002 | 33 |
15 | 25 | 20 500 | 0,002 | 38 |
Titancarbid (5 μηι) | ||||
16 | 5 | 7 000 | 0,003 | 28 |
17 | 10 | 11500 | 0,001 | 23 |
18 | 25 | 30 500 | 0,001 | 53 |
Aluminiumoxyd (1 μπι) | ||||
19 | 5 | 1600 | 0,013 | 43 |
20 | 10 | 2 500 | 0,010 | 51 |
21 | 15 | 3 900 | 0,010 | 64 |
Aluminiumoxyd (5 μΐη) | ||||
22 | 5 | 1690 | 0,013 | 43 |
23 | 10 | 2 390 | 0,012 | 56 |
24 | 15 | 4 000 | 0,008 | 84 |
Bornitrid (40 μπι) | ||||
25 | 10 | 2 880 | 0,005 | 33 |
26 | 20 | 5190 | 0,003 | 33 |
Siliciumdioxyd (10 μηι) | ||||
27 | 10 | 1230 | 0,015 | 35,6 |
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 (1)
- 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 Häcteskala 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. Dekorationsplalten, mit Oberflächen, die die verschiedensten erwünschten Eigenschaften haben, sind allgemein bekannt. Durch die zunehmende Verwendung von Schichtpreßstoffen für Zwecke wie Belag und Theken, Tischen, Pullen, 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 Melaininharz, imprägniert ist. Der Deekboeen 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 j mehreren dieser Mangel. Ein Hauptgrund für diese i Mängel liegt darin, daß der Deckbogen die gleich- j mäßige 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 siliciumdioxydarmc 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 [einteiliger kieselsäurehalüger 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 Harzmassc besteht aus einem thermisch härtbaren Harz, einem feinvcrtcilten faserigen Material, z. B. Celluloseflocken in Form einzelner Cellulosefasern, dessen Brechungsindex etwa dem des gehärteten Harzes entspricht und feinvcrteiltem reinem weißen Siliciumdioxydmchl. Auf 100 Gewichtsteile des Har/.cs kommen 10 bis 40 Gewichtsteile Celluloseflocken und 5 bis 30 Gewichtsteile Siliciumdioxydmehl. Bei diesem Schichtpreßstoff ist die Abriebfestigkeit und Verschleißfestigkeit gegenüber den vorbeschriebenen Schichtpreßstoffen verbessert. Es gibt jedoch Anwendungsgebietc von Dckorationsplatten, 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 Dckorationsplatten 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 64? einen unerwünschten Glanz auf, so daß sie /ur Verwendung auf beleuchteten Ober-
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US45144065A | 1965-04-28 | 1965-04-28 | |
US45144065 | 1965-04-28 | ||
DEG0046726 | 1966-04-26 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1629426A1 DE1629426A1 (de) | 1971-02-04 |
DE1629426B2 DE1629426B2 (de) | 1976-01-29 |
DE1629426C3 true DE1629426C3 (de) | 1976-09-09 |
Family
ID=
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