Ein
Verfahren der oben beschriebenen Art geht aus der DE-A-197 28 250
hervor. Das danach hergestellte Vorimprägnat wird mit Vorteil zur Herstellung
von Dekorverbundgebilden, dekorativen Laminaten, Möbelteilen,
insbesondere auf Basis von Spanplatten, eingesetzt. Herangezogen
wird bei diesem bekannten Verfahren ein Rohpapier mit einem vergleichsweise
niedrigen Flächengewicht,
insbesondere von etwa 50 g/m2. Die Imprägnierflotte
enthält
eine wässrige
Dispersion auf Basis eines Acrylsäureester/Styrol-Copolymers
und eines Trockenverfestigers auf Basis eines Copolymerisats aus
(Meth)acrylamid und (Meth)acrylsäure
und Wasser, wobei pro Gewichtsteil trockenes Copolymerisat etwa
0,3 bis 13 Gew.-Teile trockenes Acrylsäureester/Styrol-Copolymerisat
eingesetzt werden. Es hat sich gezeigt, dass das bekannte Vorimprägnat nicht
gleichermaßen
vorteilhaft wie bei den obigen Anwendungsfällen als Kantenmaterial herangezogen
werden kann, insbesondere zur Herstellung von Türzargen, Fensterrahmen, Fußbodenleisten
und Türblättern.
Im
weiteren Stand der Technik gibt es auch keine Vorschläge, wie
bezüglich
der Anwendung eines Vorimprägnats
als Kantenmaterial Verbesserungen erzielt werden könnten. Dies
trifft auch zu für
den Stand der Technik nach der EP-0 223 922 A1. Beschrieben wird darin
die Durchtränkung
bzw. Imprägnierung
einer weitgehend aus Zellstofffasern bestehenden Papierbahn mittels
einer Kombination von Kunstharzdispersionen und -lösungen in
einer Walzenauftragsvorrich tung innerhalb der Papiermaschine, wobei
die Zellstofffasern hinsichtlich Art, Mahlgrad, Dispersionsteilchengröße und Mischungsverhältnis von
Dispersion und Lösung
aufeinander abgestimmt sind, um eine faserhaltige Folie, insbesondere
zum Umhüllen
von Möbelteilen,
zu erzeugen. Dieses Vorimprägnat
soll sich besonders im festen Verbund mit einer relativ starren
und steifen Unterlage, z.B. Holzspanplatte, als dekorative und schützende Umhüllung von
Möbelteilen,
wie z.B. Ferseh- und Radiogehäuse
oder Hi-Fi-Türme
(Gehäuseummantelung)
eignen. Von einer besonderen Eignung als Kantenmaterial wird nicht
gesprochen. Die Flächenmasse
des Rohpapiers wird konkret mit 90 g/m2 angegeben.
Die DE-29 03 172 C2
gibt allgemein an, dass nach der darin beschriebenen Lehre handelsübliche Dekorohpapiere
mit einem üblichen
Flächengewicht
von 30 bis 400 g/m2 zur Imprägnierung
in Frage kommen. Es wird darauf hingewiesen, dass eine Vollimprägnierung
im Tauchbad vorgenommen wird. Bei der Angabe eines Flächengewichtes
von 80 g/m2 wird auf eine vollständige Durchtränkung hingewiesen.
Im Zusammenhang mit einem Flächengewicht von
200 g/m2 des saugfähigen Rohpapiers wird zwar
auf die Möglichkeit
der Verwendung als Kantenumleimer in der Möbel- und Spanplattenindustrie
hingewiesen. Allerdings liegt hier ein hoher Beharzungsanteil von
38% vor. Dies ist nachteilig, was sich aus der nachfolgenden Beschreibung
der vorliegenden Erfindung ergibt.
Der
Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung
eines Vorimprägnats vorzuschlagen,
wobei dieses als Kantenmaterial, insbesondere zur Herstellung von
Türzargen,
Fensterrahmen, Fußbodenleisten
und Türblättern, herangezogen
werden soll und ein besonders vorteilhaftes Eigenschaftsprofil aufweist,
insbesondere bezüglich
Steifigkeit, Sprödigkeit,
Spaltfestigkeit, Prägbarkeit,
Bedruckbarkeit, Reißlänge, Berstfestigkeit
und Lackstand optimiert ist.
Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe dadurch gelöst,
dass ein Rohpapier eines Flächengewichtes von
120 bis 300 g/m2 imprägniert wird, wobei die wässrige Imprägnierflotte
eine Mischung darstellt, die ein Acrylsäureester/Styrol-Copolymerisat sowie
zumindest eine Verbindung aus der Gruppe Melamin- Formaldehyd-Vorkondensat, Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat,
Phenol-Formaldehyd-Harz
und Copolymerisat aus (Meth)acrylamid und (Meth) acrylsäure enthält, wobei
die Viskosität
der Imprägnierflotte
(gemessen nach DIN EN ISO 2431) auf 10 bis 50 s eingestellt wird,
der Mahlgrad der wässrigen
Faseraufschlämmung
bei der Herstellung des Rohpapiers auf 18 bis 50° SR eingestellt worden ist und
das imprägnierte
Rohpapier auf eine Bekk-Glätte
von 100 ± 60
s eingestellt wird.
Wesentliches
Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist demzufolge die Ausbildung bzw. der Einsatz eines Rohpapiers
eines Flächengewichts
von 120 g/m2 bis 300 g/m2.
Wird der Wert von 120 g/m2 unterschritten,
so verschlechtert sich die Qualität des Vorimprägnats im
Hinblick auf ein eventuelles späteres
Prägen,
während
ein Überschreiten
des Wertes von 300 g/m2 ein nachteiliges
Kaschierverhalten bedeutet. Bevorzugt ist ein Rohpapier eines Flächengewichts
von 150 g/m2 bis 200 g/m2.
Als
Faserrohstoffe für
die Ausbildung des Rohpapiers können
Lang- und Kurzfaserzellstoffe eingesetzt werden. Der Langfaseranteil
beträgt
vorzugsweise 0 bis 40 Gew.-%, insbesondere 15 bis 40 Gew.-%, der
Kurzfaseranteil 60 bis 100 Gew.-%,
insbesondere 60 bis 85 Gew.-%. Der Mahlgrad der wässrigen
Papieraufschlämmung
bei der Herstellung des Rohpapiers ist auf 18 bis 50°SR, insbesondere
auf 25 bis 35°SR
eingestellt worden. Der Aschegehalt des Rohpapiers liegt in Abhängigkeit
von dem jeweils verwendeten Papier zwischen 2 und 40 Gew.-%, insbesondere
zwischen 10 und 30 Gew,-%.
Zur
Imprägnierung
des Rohpapiers können
wässrige
Polymerdispersionen und Lösungen
auf der Basis der vorgenannten Harze, auch in Vermischung, herangezogen
werden. Durch anteiligen Zusatz von Pigment, insbesondere eines
Weiß-Pigments, vorzugsweise
Titandioxid, zur Imprägnierflotte
kann die Opazität weißer Vorimprägnate noch
gesteigert werden. Die Einbindung von Pigmenten kann auch dadurch
erfolgen, daß das
gewünschte
Pigment bereits dem Ausgangsmaterial des Rohpapiers einverleibt
wird, vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-% Titandioxid, insbesondere 10
bis 30 Gew.-%. Ferner können
der Imprägnierflotte
weitere Hilfsmittel, wie Benetzungsmittel, Viskositätsregler,
Antihaft- und Penetrationshilfsmittel, zugegeben werden. Vorzugsweise
wird dem Rohpapier ein Naßfestmittel
zugesetzt, insbesondere in einer Menge von 1 bis 6 Gew.-%, insbesondere
3 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Zellstoff.
Der
pH-Wert der erfindungsgemäß eingesetzten
Imprägnierflotte
liegt vorzugsweise in dem Bereich von 4,0 bis 8,0, insbesondere
zwischen 5,0 und 7,0. Die Einstellung des jeweils gewünschten
pH-Wertes kann mit geeigneten Laugen, insbesondere Natronlauge,
bzw. Säuren,
insbesondere Schwefel- bzw. Salzsäure, erfolgen. Ein zu hoher
pH-Wert kann dazu führen,
daß die
Imprägnierflotte
instabil wird. Ein zu niedriger pH-Wert kann unter Umständen die
Fasern des Rohpapiers schädigen.
Die Viskosität
(gemessen nach DIN EN ISO 2431) der Imprägnierflotte liegt zwischen
10 bis 50 s, insbesondere zwischen 11 und 30 s, liegen. Der Feststoffgehalt
der Imprägnierflotte
liegt zweckmäßigerweise
je nach Anwendungsprodukt in dem Bereich von 15 bis 50 Gew.-%. Dabei
ist der Feststoffgehalt von etwa 30 Gew.-% bevorzugt, da damit ein
wünschenswerter Tränkungsgrad
des Rohpapiers möglich
ist.
Bei
dem Acrylsäureester
des Acrylsäureester/Styrol-Copolymers
kann es sich um ein Methyl-, Ethyl-, n-Butyl-, i-Butyl- und 2-Ethylhexylester
handeln. Bevorzugt ist das n-Butylacrylat. Im Vorimprägnat liegt
die Acrylatdispersion in Form eines Films vor. Die Mindestfilmbildungstemperatur
liegt vorzugsweise zwischen 5 und 70°C, insbesondere im Bereich von
10 bis 30°C.
Im Zusammenhang mit diesem Copolymer ist der Einsatz eines Trockenverfestigers
möglich.
Dabei handelt es sich vorzugsweise um ein Copolymerisat aus Acrylamid und
Acrylsäure
mit anionischer Ladung. Verglichen mit dem Trockenverfestiger auf
Basis eines Copolymerisats aus Methacrylamid und Methacrylsäure mit
anionischer Ladung führt
der Ein satz eines Copolymerisats auf Basis von Acrylamid und Acrylsäure zu weniger
spröden
Erzeugnissen. Der Trockenverfestiger selbst besitzt einen Feststoffgehalt
von 15 bis 30%, insbesondere von 20 bis 22 %, einem pH-Wert von
6 bis 9, eine Viskosität
von 100 bis 300 mPas (Brookfield; 20°C) sowie eine Dichte von etwa
1,0 g/ml bei 20°C.
Technologisch läßt sich
die Funktion des Trockenverfestigers wie folgt umschreiben: Da er
Polymerbrücken
ausbildet, verfestigt er das Papiergefüge, ohne die Blattbildung zu
stören
oder die Porosität
zu beeinflussen. Dies bedeutet, daß alle wünschenswerten mechanischen
Festigkeitseigenschaften des Papiers erreicht werden. In Abhängigkeit
von der Einsatzmenge und der Papierart erreicht man Verbesserungen
der Reißlänge, der
Berstfestigkeit sowie der Spaltfestigkeit des Papiers. Dies erlaubt,
je nach Anforderungen, den Einsatz preisgünstiger Rohstoffe, eines höheren Aschegehaltes
des Rohpapiers und Einsparung von Hilfsmitteln. Als Nebeneffekt zeigt
sich eine erhebliche Verbesserung der Retention. Die im Rahmen der
Erfindung einsetzbaren Harze, d.h. das Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat,
Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat und/oder Phenol-Formaldehyd-Harz,
ergeben die gleichen wünschenswerten
Eigenschaften des Vorimprägnats,
die mit der oben bezeichneten Kombination Acrylsäureester/Styrol-Copolymer/Trockenverfestiger
erreicht werden. Zweckmäßigerweise
wird durch das Imprägnieren
des Rohpapiers im fertigen Vorimprägnat ein Harzgehalt von 14
bis 30 Gew.-%, insbesondere 14 bis 27 Gew.-%, eingestellt. Ganz
besonders bevorzugt ist die Einstellung eines Harzgehalts von 18
bis 22 Gew.-%.
Das
Rohpapier wird in einer üblichen
Papiertränkungsanlage
mit der bezeichneten Imprägnierflotte getränkt. Hierbei
handelt es sich um eine Anordnung verschiedener Maschinenteile,
wie Abrollung, Leimpresse, Trockenpartie, Dampfbefeuchter, Glättwerk und
Aufwickler. Das Vorimprägnat
kann sowohl "on-line" als auch "off-line" hergestellt werden.
Bei dem on-line-Verfahren wird die Leimpresse, mit der die Imprägnierflotte aufgetragen
wird, in der Papiermaschine angeordnet, während die Leimpresse bei dem
off-line-Verfahren in einem separaten Arbeitsgang hinter bzw. nach
der Papiermaschine angeordnet wird. Im letzteren Fall liegt das Vorimprägnat am
Ende der Papiermaschine nicht als Fertigprodukt, sondern als Halbfertigpro dukt
vor. Danach müssen
wichtige Parameter, wie Farbe, Porosität, Glätte und das endgültige Flächengewicht
entweder im Labor nachgestellt oder aus der Erfahrung zurückgerechnet
werden. Bei den hier angestrebten Anwendungsfällen als Kantenpapier wird
Imprägnier-Rohpapier
auf eine Bekk-Glätte
von 100 ± 60
s eingestellt wird. Dies führt zu
dem Vorteil, daß die
geforderte Glätte
im Fertigprodukt sowie der notwendige Lackstand erreicht wird.
Von
besonderem Vorteil ist es hier auch, wenn der Leimungsgrad des Vorimprägnates (nach
Cobb (60)) auf weniger als 22 g/m2, insbesondere
weniger als 20 g/m2, eingestellt wird.
Die
geschilderte Imprägnierflotte
kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
auf eine Seite des Rohpapiers oder beidseitig aufgebracht werden.
Bei beidseitiger Imprägnierung
kann diese vollständig
erfolgen, d.h., sie kann in die gesamte Papiermasse eindringen.
Die gesamte Aufnahmemenge an Imprägnierflotte durch das Rohpapier
regelt sich nach dessen. Art, aber auch nach der Vorgehensweise
beim Abpressen überschüssiger Imprägnierflotte
von der Papierbahn.
Das
erfindungsgemäße Vorimprägnat wird
schließlich
unter Anwendung von Wärme
und Druck sowie einem geeigneten Leimsystem in Pressen bzw. Kaschieranlagen
auf beispielsweise für
den geschilderten Anwendungsfall zubereitete Spanplatten beschichtet.
Unter Anwendung von Wärme
und Druck sowie einem geeigneten Leimsystem in Pressen bzw. Kaschieranlagen
wird dann der jeweilige Gegenstand hergestellt. Das Vorimprägnat kann
aber auch als dekortragende Komponente dienen. Die erfindungsgemäße Folie
kann jede beliebige Holzmaserung oder jedes beliebige Fantasiedekor
aufweisen. Für
einen weiteren Arbeitsgang kann das Vorimprägnat lackiert werden. Neben
der Schutzfunktion des Lacks verleiht dieser dem Vorimprägnat einen
wünschenswerten
optischen Eindruck.
Die
besonderen Vorteile des erfindungsgemäß erhaltenen Vorimprägnats liegen
darin, daß es
wünschenswerte
Eigenschaften als Kantenmaterial, insbesondere zur Herstellung von
Türzargen,
Fensterrahmen, Fußbodenleisten
und Türblätter, zeigt.
Durch die Kombination der erfindungsgemäß eingesetzten Harze sowie die
Einhaltung des angesprochenen Rahmens des Flächengewichts des mit der Imprägnierflotte
imprägnierten Rohpapiers,
wird der angestrebte Erfolg gewährleistet.
Dieser Erfolg war deswegen nicht zu erwarten, weil die Anfangsidee
einen Ersatz der klassischen Einschichtkante betraf.
Auf
einer etwa 2,30 m breiten Papiermaschine wurde bei einer Maschinengeschwindigkeit
von 150 m/min ein Rohpapier von 170 g/m2 mit
einer Faserstoffzusammensetzung von 80 Gew.-% Eukalyptus- und 20 Gew.-%
Kiefersulfat-Zellstoff mit einem Zusatz von 20 Gew.-% Titandioxid,
bezogen auf otro Faserstoffmaterial, hergestellt. Anschließend wurde
das hergestellte Rohpapier beidseitig mit einem Kunstharzgemisch
gemäß der nachfolgend
wiedergegebenen Formulierungen imprägniert. Sie stellen eine Mischung
aus folgenden Bestandteilen dar:
Rezeptur a): 19,3 Gew.-% Harnstoff
Formaldehyd-Vorkondensat (Zusammensetzung: wäßrige Polymerlösung eines
Harnstoff-Formaldehyd-Harzes; weitere Charakteristika: Aussehen
milchig-trüb;
Viskosität,
frische Ware (Brookfield 20/min, 20°C) 15–30 mPa.s; pH bei 20°C: 7–8; Dichte
bei 20°C:
1.210 kg/m3, Trockenrückstand: 50 ± 1 %),
3,2
Gew.-% Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat (in Form einer 30 gew.-%igen
wäßrigen Lösung; Viskosität bei 23°C nach Brookfield
LV (ISO 2555) 60 Upm, Messkörper
1) 10 bis 25 mPa.s; pH-Wert bei 20°C (DIN 19260/3) 9 bis 11; Dichte
bei 20°C
(Spindel) (DIN 53 217/4) 1,15–1,17
g/ml; Festkörpergehalt
nach DIN 12605 29 bis 31%) und
58,6 Gew.-Teile Acrylat-Dispersion
auf der Basis eines Butylacrylat-Styrol-Copolymerisats (Eigenschaften: wäßrige anionische
Copolymerdispersion eines Feststoffgehaltes (ISO 1625, DIN 53 189)
von 50 ± 1
%, pH-Wert (ISO 1148, DIN 53 785) von 3,5 bis 5, Viskosität bei 23°C (ISO 3219,
DIN 53 019, Geschwindigkeitsgefälle
250s–1)
von 30 bis 150 mPa.s, Dichte (nach DIN 51 757) von etwa 1,04 g/m2.
Rezeptur b): Gemisch aus 24,1 Gew.-Teilen
Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat (s. oben) und 47,1 Gew.-Teilen
Acrylat-Dispersion.
Rezeptur c): Gemisch aus 51,6 Gew.-Teilen
Acrylat-Dispersion (s. oben) und 24,2 Gew.-Teilen Trockenverfestiger (Zusammensetzung
20 %ige wäßrige Lösung eines
Copolymers auf Basis Acrylamid/Monocarbonsäure-Na-Salzes; pH-Wert 7,0–7,5).
