DE19756871B4 - New ultralight resin supports and their use - Google Patents

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Abstract

Ultraleichter Harzschichtträger, der ein Flächengewicht zwischen 8 und 18 g/m2 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass er Spezialhalbstoffe mit einer scheinbaren Stapeldichte von unter 0,30 g/cm3 enthält.Ultralight resin layer carrier having a basis weight between 8 and 18 g / m 2 , characterized in that it contains special pulp with an apparent stack density of less than 0.30 g / cm 3 .

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue ultraleichte Harzschichtträger mit verbesserten optischen, physikalischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen neuen ultraleichten Harzschichtträger sowie die Verwendung dieses speziellen, ultraleichten Harzschichtträgers in verstärkten Laminaten zur Verbesserung der optischen, physikalischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften der Laminate.The The present invention relates to novel ultralight resin supports improved optical, physical, chemical and mechanical Properties. In particular, the present invention relates to a new ultralight resin support as well as the use of this special, ultralight resin layer carrier in reinforced laminates to improve the optical, physical, chemical and mechanical Properties of the laminates.

Um die Eigenschaften von Materialien zu verbessern bzw. zu optimieren, werden diese Materialien häufig beschichtet. So findet bei der Herstellung von Möbeln oder Einrichtungen für gewerbliche Zwecke sowie bei Innenausbaumaterialien und im Fahrzeugbau die Beschichtung mit Schichtpreßfolien bzw. Laminaten in breitem Maße Verwendung.Around to improve or optimize the properties of materials These materials become common coated. So finds in the manufacture of furniture or equipment for commercial Purposes as well as with interior materials and in the vehicle the coating with laminating films or laminates to a large extent Use.

Grundsätzlich unterscheidet man bei Schichtpreßfolien Hochdrucklaminate (HPL) und Niederdrucklaminate (LPL). Beide Arten von Laminaten können dabei durch Einarbeiten von Harzschichtträgern verstärkt werden.Basically different one at Schichtpreßfolien High pressure laminates (HPL) and low pressure laminates (LPL). Both types of laminates can be reinforced by incorporation of resin supports.

Der Aufbau eines verstärkten Hochdrucklaminats (HPL) ist hierbei folgender (siehe auch 1):

Figure 00010001
The construction of a reinforced high-pressure laminate (HPL) is the following (see also 1 ):
Figure 00010001

Bei der Herstellung von oben genannten Hochdrucklaminaten werden mehrere Lagen mit Harz imprägnierter Papiere miteinander laminiert, wobei die oberste Lage zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften und zum Schutz der Dekorschicht dient.at The production of high-pressure laminates mentioned above are several Layers impregnated with resin Papers laminated together, with the topmost layer for improvement the surface properties and serves to protect the decorative layer.

Dies geschieht, indem die mit Harz getränkten Papiere nach dem Trocknen bei Temperaturen von bis zu 70°C und Preßdrücken von bis zu 10 MPa in Mehretagenpressen miteinander verbunden und bei einer Preßzeit von 60 bis 120 min zu einem Duroplast ausgehärtet werden.This happens by putting the resin-impregnated papers after drying at temperatures of up to 70 ° C and pressing of up to 10 MPa in multi-daylight presses and at a pressing time be cured from 60 to 120 min to a thermosetting plastic.

Der Aufbau eines verstärkten Niederdrucklaminats (LPL) ist beispielsweise folgender (siehe auch 2):

Figure 00020001
The structure of a reinforced low-pressure laminate (LPL) is, for example, the following (see also 2 ):
Figure 00020001

Die Herstellung von oben genannten Niederdrucklaminaten erfolgt hierbei durch Laminieren der mit Harz imprägnierten Papiere bei niedrigeren Preßdrücken und kürzeren Preßzeiten von 10 bis 30 min unmittelbar auf die Unterlage.The Production of low-pressure laminates mentioned above takes place here by laminating the resin impregnated papers at lower Pressing and shorter pressing times from 10 to 30 minutes directly on the pad.

Harzschichtträger dienen bei verstärkten Laminaten allgemein als Träger für Harz (beispielsweise Melaminformaldehydharz) und Additiva (beispielsweise Carbonfasern, Al2O3 (Korund)-Metallpartikeln und -fasern).Resin film supports are generally used in reinforced laminates as a support for resin (e.g., melamine-formaldehyde resin) and additives (e.g., carbon fibers, Al 2 O 3 (corundum) metal particles and fibers).

Daneben können die Harzschichtträger bei verstärkten Laminaten aber auch die optischen (insbesondere die Transparenz der oberen Schicht und deren Veränderung im Laufe der Anwendungszeit), physikalischen (beispielsweise die Strom- und Wärmeleitfähigkeit der Laminate), chemischen (beispielsweise die Resistenz gegen Chemikalien, wie Säuren, Laugen, Lösungsmittel und Fette) und mechanischen (beispielsweise die Abriebfestigkeit der Oberfläche des Laminats) Eigenschaften der Laminate beeinflussen.Besides can the resin layer carrier at reinforced Laminates but also the optical (especially the transparency the upper layer and its change in the course of application time), physical (for example, the Current and thermal conductivity laminates), chemical (for example, resistance to chemicals, like acids, Alkalis, solvents and fats) and mechanical (for example, the abrasion resistance the surface of the laminate) affect properties of the laminates.

Die bisher verwendeten leichtgewichtigen Harzschichtträger, die gewöhnlich als Overlaypapierbestandteil in verstärkten Hoch- und Niederdrucklaminaten eingesetzt werden, lassen jedoch bezüglich der ein oder anderen optischen, physikalischen, chemischen und/oder mechanischen Eigenschaft zu wünschen übrig.The previously used lightweight resin support, the usually used as an overlay paper component in reinforced high and low pressure laminates be, however, leave one or the other optical, physical, chemical and / or mechanical property to be desired.

Da darüber hinaus der Faserkomponente des verwendeten Harzschichtträgers in verstärkten Laminaten mehr oder weniger keine Bedeutung zukommt, gibt es Bestrebungen, das Flächengewicht der bisher verwendeten leichtgewichtigen Harzschichtträger so weit wie möglich zu reduzieren und dabei deren Träger- und andere Eigenschaften zu erhalten bzw. noch zu verbessern.There about that In addition, the fiber component of the resin layer carrier used in increased Laminates more or less no importance, there are efforts, the basis weight the previously used lightweight resin support so far as possible while reducing their carrier and other properties to obtain or even improve.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es folglich, einen ultraleichten Harzschichtträger mit den oben genannten Eigenschaften bereitzustellen.task Consequently, the present invention is an ultralight Resin support to provide with the above properties.

Die oben genannten Aufgaben werden durch einen ultraleichten Harzschichtträger, der ein Flächengewicht zwischen 8 und 18 g/m2 aufweist und dadurch gekennzeichnet, dass er Spezialhalbstoffe mit einer scheinbaren Stapeldichte von unter 0,30 g/cm3 enthält, gelöst.The above objects are achieved by an ultra-light resin support having a basis weight between 8 and 18 g / m 2 and characterized in that it contains special pulps with an apparent stack density of less than 0.30 g / cm 3 .

Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Harzschichtträgers sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 12 beschrieben.preferred embodiments the resin layer carrier according to the invention are in the dependent claims 2 to 12 described.

Der erfindungsgemäße ultraleichte Harzschichtträger kann in die oben beschriebenen Hoch- bzw. Niederdrucklaminate als Overlay-, Dekor- oder Underlaypapier sowie als eine Kombination aus diesen Schichtbestandteilen eingearbeitet werden und deren Funktionen übernehmen.Of the ultralight according to the invention Resin support can in the above-described high or low pressure laminates as Overlay, decorative or underlay paper as well as a combination be incorporated from these layer constituents and take over their functions.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben verschiedene Versuche durchgeführt, um die Eigenschaften und Einflüsse von Harzschichtträgern mit unterschiedlichen Flächengewichten und Fasermischungen zu vergleichen.The Inventors of the present invention have various attempts carried out, around the properties and influences of resin supports with different basis weights and to compare fiber blends.

Dabei haben sie festgestellt, daß erfindungsgemäße, aus speziellen Halbstoffen oder Zellstoffen hergestellte, ultraleichte Harzschichtträger mit einem niedrigen Flächengewicht zwischen 8 und 18 g/m2 den bisher verwendeten leichtgewichtigen Harzschichtträgern bezüglich Harzaufnahme als auch den anderen oben genannten Eigenschaften überlegen sind.They have found that inventive, made of special pulps or pulps, ultralight resin support with a low basis weight between 8 and 18 g / m 2 are superior to the previously used lightweight resin support for resin absorption as well as the other properties mentioned above.

Der hier und im folgenden verwendete Begriff "Zellstoffe" soll dabei chemisch und mechanisch behandelte faserige Stoffe, die aus Holz- bzw. holzähnlichen Faserrohstoffen hergestellt sind, umfassen.Of the Here and below used term "pulps" is intended to be chemical and mechanical Treated fibrous materials made of wood or wood-like Fiber raw materials are made include.

Der hier und im folgenden verwendete Begriff "Halbstoffe" soll entweder nicht voll chemisch behandelte faserige Stoffe aus Holz und/oder chemisch und mechanisch behandelte Fasern aus verwendbaren Einjahrespflanzen umfassen.Of the As used herein, the term "pulps" is not meant to be fully chemically treated fibrous materials of wood and / or chemically and mechanically treated Include fibers from usable annual plants.

Die folgende Tabelle 1 zeigt einen Vergleich von aus dem Stand der Technik bekannten leichtgewichtigen Harzschichtträgern mit erfindungsgemäßen ultraleichten Harzschichtträgern mit unterschiedlichen Flächengewichten und Fasermischungen.

Figure 00050001
The following Table 1 shows a comparison of prior art lightweight resin supports with ultralight resin supports of the invention having different basis weights and fiber blends.
Figure 00050001

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, sind die erfindungsgemäßen Harzschichtträger den bisher bekannten Harzschichtträgern bezüglich Bruchkraft (in Längs- und Querrichtung), Luftdurchlässigkeit, Penetration und Harzaufnahme deutlich überlegen.As from Table 1, the resin support according to the invention are the previously known resin layer carriers in terms of Breaking strength (in longitudinal and transverse direction), air permeability, Clearly superior penetration and resin absorption.

Das Flächengewicht der erfindungsgemäß verwendeten Spezialhalbstoffe und/oder Spezialzellstoffe liegt zwischen 8 und 18 g/m2 und insbesondere zwischen 11 und 13 g/m2.The weight per unit area of the special pulps and / or special pulps used according to the invention is between 8 and 18 g / m 2 and in particular between 11 and 13 g / m 2 .

Die scheinbare Stapeldichte der erfindungsgemäß verwendeten Spezialhalbstoffe und/oder Spezialzellstoffe liegt unter 0,30 g/cm3.The apparent stack density of the special pulps and / or special pulps used according to the invention is less than 0.30 g / cm 3 .

Vorzugsweise liegt der Mahlgrad der verwendeten Spezialzellstoffe und/oder Spezialhalbstoffe unter 35° SR.Preferably is the freeness of the used special pulps and / or special pulps below 35 ° SR.

Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, gebleichte Spezialhalbstoffe zu verwenden. Wie Tabelle 1 zeigt, werden auf Grund einer besseren Lichtstabilität bevorzugt mit Chlor oder Chlorverbindungen gebleichte Spezialhalbstoffe (siehe Beispiel 1/u und 2/u in Tabelle 1) als erfindungsgemäße Harzschichtträger verwendet. Des weiteren können jedoch auch mit Hilfe einer Elementar-Chlorfrei-Bleiche (ECF-Bleiche) gebleichte Produkte verwendet werden. In besonders bevorzugter Weise handelt es sich bei den verwendeten Spezialhalbstoffen um einer Neutralsulfitkochung (beispielsweise mit einer Kappazahl von unter 14; die Kappazahl ist ein auf dem einschlägigen Fachgebiet allgemein bekannter Begriff zum Messen des Restligningehalts von Zellstoffen und Halbstoffen) unterzogene und anschließend gebleichte Spezialhalbstoffe.Furthermore it has proven to be advantageous, bleached special pulps to use. As Table 1 shows, due to a better light stability preferably special bleaches bleached with chlorine or chlorine compounds (see Example 1 / u and 2 / u in Table 1) used as resin support according to the invention. Furthermore, you can but also with the help of an elemental chlorine-free bleach (ECF bleach) Bleached products are used. In a particularly preferred manner If the special halves used are one Neutralsulfitkochung (for example, with a kappa number of lower 14; the kappa number is a general one in the field known term for measuring the residual lignin content of pulps and pulps) and then bleached special pulps.

Ungebleichte Produkte von erfindungsgemäß verwendbaren ultraleichten Spezialhalbstoffen neigen (wie in Tabelle 1 ersichtlich) wegen eines hohen Restligningehalts in einigen Fällen zu Vergilbungen.unbleached Products of use according to the invention ultra-light specialty tending (as shown in Table 1) yellowing due to high residual lignin content in some cases.

Die erfindungsgemäßen, aus Spezialzellstoffen und/oder Spezialhalbstoffen hergestellten Harzschichtträger gestatten ferner eine gute Produzierbarkeit des Harzschichtträgers auf einer Papiermaschine sowie gute Laufeigenschaften bei der Imprägnierung.The according to the invention Permit resinous substrates made of specialty pulps and / or specialty halides Furthermore, a good producibility of the resin layer carrier a paper machine and good running properties during impregnation.

Allgemein lassen sich die erfindungsgemäßen Harzschichtträger in folgenden Stufen herstellen:

  • 1. Auflösen der Primärstoffe oder Faserrohstoffe in einer Aufbereitungsanlage;
  • 2. Behandeln der Stoffsuspension;
  • 3. Zugabe von Papierhilfsstoffen;
  • 4. Entwässern der Stoffsuspension zu einem Faservlies; und
  • 5. weiteres Trocknen des Faservlieses.
In general, the resin support according to the invention can be prepared in the following steps:
  • 1. dissolving the primary substances or fiber raw materials in a treatment plant;
  • 2. treating the stock suspension;
  • 3. addition of paper adjuvants;
  • 4. dewatering the stock suspension to a nonwoven fabric; and
  • 5. further drying of the fiber fleece.

In Stufe 1 kann es sich bei den Primärstoffen oder Faserrohstoffen um lang- oder kurzfaserige Edelzellstoffe handeln. Die Auflösung der Primärstoffe oder Faserrohstoffe erfolgt in einer derartigen Weise, daß die gebildete Stoffsuspension pumpfähig und stippenfrei ist.In Level 1 may be primary or fiber raw materials to trade long- or short-fibred precious pulps. The resolution of primary materials or fiber raw materials takes place in such a way that the formed Stock suspension pumpable and is speck-free.

Die in der zweiten Stufe durchgeführte Behandlung der stippenfreien Stoffsuspension findet gewöhnlich in speziellen Mahlmaschinen statt, um der Stoffsuspension vorgegebene Eigenschaftsparameter zu verleihen.The carried out in the second stage Treatment of the speck-free stock suspension usually takes place in Special grinding machines take place to the stock suspension predetermined To give property parameters.

Bei den in der dritten Stufe zugegebenen Papierhilfsstoffen kann es sich um beliebige, auf dem einschlägigen Fachgebiet bekannte Stoffe zur Erzeugung, Verbesserung und Steuerung spezieller Eigenschaftsparameter, die der Papiersorte verliehen werden sollen, handeln.at It may be added to the paper auxiliaries added in the third stage to any substances known in the art for generating, improving and controlling special property parameters, which are to be awarded the paper type act.

Die Stufe 4 wird gewöhnlich auf einem Sieb durchgeführt. Die Entwässerung kann jedoch auch mit Hilfe einer beliebigen, auf dem einschlägigen Fachgebiet bekannten Entwässerungsvorrichtung durchgeführt werden.The Level 4 becomes ordinary carried out on a sieve. The drainage However, it can also be done with the help of any, in the relevant field known drainage device be performed.

Die in Stufe 5 durchgeführte weitere Trocknung erfolgt durch Zufuhr mechanischer und/oder thermischer Energie, bevorzugt auf einer Papiermaschine und mit Hilfe eines Luftdurchströmtrockners.The in stage 5 Further drying takes place by supplying mechanical and / or thermal Energy, preferably on a paper machine and with the help of a Air through-air dryer.

Die erfindungsgemäß veraendbaren Spezialhalbstoffe können aus unterschiedlichen Arten von Einjahrespflanzen (Kenaf, Jute, Sisal, Abaca usw.) aufbereitet werden (vgl. Tabelle 2). Bevorzugt werden Abaca-Fasern verwendet, insbesondere Abaca-Fasern, die einer Neutralsulfitkochung und ECF-Bleiche unterzogen wurden. Tabelle 2

Figure 00080001
The special agents which can be modified according to the invention can be prepared from different types of annual plants (kenaf, jute, sisal, abaca, etc.) (see Table 2). Preferably, abaca fibers are used, especially abaca fibers which have been subjected to neutral sulfite cooking and ECF bleaching. Table 2
Figure 00080001

Auch bei der Auswahl geeigneter Rohstoffe zur Herstellung von Harzschichtträgern sollte auf die Reinheit des Rohstoffs geachtet werden.Also in the selection of suitable raw materials for the production of resin supports should pay attention to the purity of the raw material.

Für eine geeignete Aufbereitung sollten die Fasern für die erfindungsgemäß verwendbaren Spezialhalbstoffe schon bei der mechanischen Extraktion der Fasern aus der Pflanze sorgfältig ausgesucht und mechanisch gereinigt werden (beispielsweise S2-Abaca-Fasern von den Philippinen, Gr.3-Abaca-Fasern aus Equador).For a suitable Preparation, the fibers should be used for the present invention Special pulps already in the mechanical extraction of the fibers from the plant carefully selected and mechanically cleaned (for example, S2-Abaca fibers from the Philippines, Gr.3 abaca fibers from Ecuador).

In vorteilhafter Weise werden ferner ein Kochprozeß und eine Bleiche durchgeführt, um die pflanzlichen Teile, die durch mechanische Reinigung nicht entfernt wurden, schonend von den Halbstoffasern abzutrennen. Darüber hinaus kann ein nachträgliches Sortieren, beispielsweise ein Schlitzsortieren, und ein Zentrifugieren, beispielsweise in einem Centri-Cleaner, durchgeführt werden, um die Abtrennung der durch mechanische Reinigung nicht entfernten pflanzlichen Teile von den Halbstoffasern weiter zu verbessern.In Advantageously, a cooking process and a bleaching are also carried out to the vegetable parts that are not removed by mechanical cleaning were to be separated gently from the pulp fibers. Furthermore can be an afterthought Sorting, such as slot sorting, and centrifuging, For example, in a Centri-Cleaner, carried out the separation the vegetable parts not removed by mechanical cleaning from the pulp fibers on.

So lassen sich erfindungsgemäß verwendbare Halbstoffasern, die nicht nur rein, sondern deren Oberfläche auch für die Aufnahme des Imprägnierungsharzes offen sind, erzeugen.So can be used according to the invention Pulp fibers that are not only pure, but their surface too for the Absorption of the impregnation resin are open, generate.

Claims (13)

Ultraleichter Harzschichtträger, der ein Flächengewicht zwischen 8 und 18 g/m2 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass er Spezialhalbstoffe mit einer scheinbaren Stapeldichte von unter 0,30 g/cm3 enthält.Ultralight resin layer carrier having a basis weight between 8 and 18 g / m 2 , characterized in that it contains special pulp with an apparent stack density of less than 0.30 g / cm 3 . Harzschichtträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht zwischen 11 und 13 g/m2 liegt.Resin film support according to claim 1, characterized in that the basis weight is between 11 and 13 g / m 2 . Harzschichtträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Spezialhalbstoff besteht.Resin support according to one of the preceding claims, characterized that it consists of a special pulp. Harzschichtträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Spezialhalbstoff um einen solchen aus Weich- und/oder Hartfasern handelt.Resin support according to one of the preceding claims, characterized that the special pulp is a plastic pulp and / or hard fibers. Harzschichtträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Weichfasern um solche aus Kenaf oder Jute handelt.Resin support according to claim 4, characterized in that it is the soft fibers to those from kenaf or jute acts. Harzschichtträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Hartfasern um solche aus Sisal oder Abaca handelt.Resin support according to claim 4, characterized in that it is in the hard fibers such as sisal or abaca. Harzschichtträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den verwendeten Spezialhalbstoffen um gebleichte Spezialhalbstoffe handelt.Resin support according to one of the preceding claims, characterized that the special halves used were bleached Special pulps. Harzschichtträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Spezialhalbstoffe mit Chlor und/oder Chlorverbindungen gebleichte Spezialhalbstoffe sind.Resin support according to claim 7, characterized in that the special pulps used with Chlorine and / or chlorine compounds are bleached special pulps. Harzschichtträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Spezialhalbstoffe mit Elementar-Chlorfrei-Bleiche (ECF-Bleiche) gebleichte Spezialhalbstoffe sind.Resin support according to claim 7, characterized in that the special pulps used with Elemental chlorine-free bleach (ECF bleach) bleached specialty pulps are. Harzschichtträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den verwendeten Spezialhalbstoffen um einer Neutralsulfitkochung unterzogene und anschließend gebleichte Spezialhalbstoffe handelt.Resin support according to one of the preceding claims, characterized that the special fractions used are a neutral sulphite cook subjected and subsequently bleached special pulps. Harzschichtträger nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsmaterialien für die verwendeten Spezialhalbstoffe aus Abacafasern bestehen.Resin support according to one of the claims 3 to 10, characterized in that the starting materials used for the Special pulp made of abaca fibers. Harzschichtträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mahlgrad der Spezialhalbstoffe unter 35° SR liegt.Resin support according to one of the preceding claims, characterized that the freeness of the special pulp is below 35 ° SR. Verwendung eines Harzschichtträgers nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12 zur Einarbeitung in Hochdruck- oder Niederdrucklaminate.Use of a resin layer carrier according to one of the preceding claims 1 to 12 for incorporation in high pressure or low pressure laminates.
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