DE2107091C3 - Mit Hartfüllstoffteilchen gefülltes Overlaypapier - Google Patents

Description

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Unter dem Begrifi »Overlaypapier« faßt man bekanntlich alle jene Papiere zusammen, mit denen man nach vorheriger Harzimprägnierung einerseits im wesentlichen ebene Gegenstände, wie Laminatplatten, Hartfaserplatten. Spanplatten, furnierU Holzplatten u. dgl., und andererseits Kunstharzfomteile verschiedenartiger Gestalt auf der Oberfläche abdeckt und anschließend verpreßt. Solche Gegenstände dienen entweder, wie im Falle von Möbelwänden. Wandverkleidungen u. dgl., vornehmlich dekorativen Zwecken oder Gebrauchszwecken, wie im Falle von Bodenbelägen. Zahltischplauen. Tabletts u. dgl. Das Overlaypapier IuU dabei die Hauptaufgabe, die bar/ vergütete Oberfläche mechanisch widerstandsfähig zu machen und insbesondere ihre Abriebfestigkeit zu erhöhen. Für diese die Gebraiichsfähigkeii des Gegenstand·."- sehr wichtige Eigcnvhaft gibt es bereits international anerkannte f,ta;'.J.ird- Meßverfahren, wie den I aber-Abraser- Test usw.. und üandelsgüte-Normen. Bei Gegenständen, die unterhalb der harzvergüteten Oberfläche ein Dekor wie Muster. Mase-,ung od. dgl. aufweisen, muß die Overlaypapierschicht nach erfolgter Kunstharzaushärtung weitgehend transparent sein, was ungefähr gleiche Brechungsexponenten von Cellulose und Kunstharz voraussetzt.

Ovcrlaypapicre bcsuhen im allgemeinen aus Zellstoffen mit hohem Alpha-Ccllulosegehalt. sogcnannli'n Aipha-Papicren. und besitzen Flächengewichte von etwa IH bis 60 g/m- und eine Rohdichte um 0.5 herum. An Stelu· von Zellstoffen oder zusätzlich dazu verwendet man auch Baumwolle, Celluloseregenerate (icier solche Kunststoffe, die den thermischen Bedingungen der Yerprcssune standhalten. Für die Imprägnierung benutzt man Kunstharze verschiedenartiger Zusammensetzung, dai unter insbesondere die Kondensationsproduktc von Formaldehyd mit Phenol, Harnstoff und insbesondere Melamin, aber auch andere thermo- oder duroplastische Harze, wie Polyesterharze. Diallylphthalatharze usw. Alle diese Harze sind bekannte Handclsorodukt?.

E' ist seit langem bekannt und deshalb auch technische Gewohnheit, die Abriebsfestigkeit von kunstharzvergüteten Oberflächen durch Einbringen von harten Füllstoffteilchen in die oberflächennahe Grenzschicht zu erhöhen. Diese Teilchen werden entweder auf die tiefste oberflächennahe Schicht, d. h. das gemusterte Dekorpapier, zusammen mit dem Harz aufgebracht oder in eine darüberliegende Schicht, die aus einzelfaserhaltigem Harz oder aus harzgetränktem Overlaypapier besteht, eingebracht. Für die faserfreien Harzschichten hat man bereits nahezu alle Materialien hohen Härtegrades, darunter sogar Diamantstaub, als Füllstoff aufgezählt. Im Handel sind mit Siliciumdioxid gefüllte Papiere bekanntgeworden.

Die abriebsverzögernde Wirkung der eingebrachten Teilchen aus anorganischen Substanzen beruht wahrscheinlich darauf, daß sie dem auf die Ha-/-oberflächc schabend einwirkenden Fremdkörper, z. B. beim Fußbodenbelag dem Schuhwerk der Passanten, spitzen- bzw. pfeilerariige Kleinstwideriager bieten und dadurch an einer Wegnahme des weicheren Einbeltungsmediums aus Harz hindern.

Als diesen Überlegungen, aber auch aus Herstellungsgründen heraus hat man die zu schützende Grenzschicht der Gegenstände bzw. das Overlaypapier in ganzer Masse mit vergleichsweise hohem Anteil an Hartfüllstoff-Teilchen versetzt. Bekannte Ovcrlaypapierc besitzen beispielsweise einen SiIiciumdioxidgehalt von 10 bis 20⁰V Diese bekannte Füilstoffvcrteilungsart verursacht bei Overlaypapieren sowohl Herstellungs- als auch Weitervcrarbcitungsschwierigkeiten. Da die harten Füllslofiteilclnn im Stoffbrei gleichmäßig verteilt werden müssen, nehmen sie bei dessen Herstellung an allen Misch- und Rühnorgängen teil und wirken dadurch unvermeidbar schmirgelnd und zerstörend auf die Apparaturen einschließlich der Siebpartie ein. durch die sie anteilsweise mit dem Stoffvvasscr ablaufen. Sie befinden sich fernerhin in reichlicher Menge in tier Grenzschicht der nassen Papierbahn, so daß .liese beim Passieren der Pressen und der Trocki ,panic auf tieren Walzen wie Schmirg, !papier wirken und sie sehr schnell unzulässig verschleißen. Das fertige Overlaypapier schließlich ist auf seinen Oberflächen mit Füllstoffstaub bedeckt und ülvrtrügt diesen unvermeidbar auf die Weiterbearbeimngsgeräte und -einrichiiingL ;. so daß auch diese einem überschnellen Verschleiß unterworfen sind.

Diese vorstehend geschilderten Nachteile der bisher bekannten Overlappapiere sucht die Erfindung abzustellen und erreicht dieses Ziel durch lokal begrenzte Verteilung der Füllstoffteilchen im fertigen Overlay papier.

Demgemäß besteht die Erfindung im weitesten Sinne aus einem mit Hartfüllstofftcilclien gefüllten Overlaypapier, dessen Besonderheil darm bestellt, daß im wesentlichen alle Hartfüllstolfteilchen in einer inneren Papierzone enthalten sind, die sich zwischen im wesentlichen füllstofffreien Papicraußcn/onen befindet, (iiob bildli"¹* ausgedrückt besitzt das neuartige Overla\papier einen Aufbau aus drei Schichten, von denen die beiden äußeren Schichten im wesentlichen den Charakter von hartfüllstoflfreiem Papier l-wsitzen, während die mittlere Schicht im wesentlichen die gesamte Hi.rt'üllslotTmenge des Papiers einschließt. Der Ausdruck »im wesentlichen» soll dabei zum Ausdruck bringen, daß infolge des

Netzwerkgefüges des Papiers, der im allgemeinen unrunden Gestalt der HartfüllstoiT-Teilchen und der verschiedenen Dicke der Fasern und deren Querschnittsform einzelne der auf die mittlere Zone beschränkten Teilchen mit Spitzen oder Vorsprüngen etwas in die an sich iülistoiueilchenfreie Außenzonen hineinragen, diese jedoch nicht bis zur freien Oberdäche hin durchsetzen.

In welchem Dickenvcrhältnis die füllstofffreien Papieraußenzonen zur füllsioflhahigen Miitelzone stehen, hängt weitgehend von der Gesamtpapierdicke ab. Nach dem im vorangehenden Absatz Gesagien sollte die Mindestdicke derjenigen einer Faserlage entsprechen, um als Abdeckung oder Sperrgitter für die darunter befindlichen FüllstofTieilchen zu wirken.

Für die Wahl des Füllstuilmaterials sind mehrere Gesichtspunkte von Bedeutung. Grundsätzlich ist es zur F.rreichung des Erfindungszuecks, nämlich der Fesselung der FüIlstolTteilchen im Inneren des Papierblattes erforderlich, daß die Mindesttjilchen- |ri>ße die Weite der Poren und Kanäle im Papier Übertrifft, damit ein Herausfallen einzelner Teilchen unterbunden wird. Diese Porenweite liegt bei Papieren mit dem lockeren Gefüge, das für die harzirnprägnierbaren Overlaypapiere erforderlich ist. in der Größenordnung von 10u und etwas darüber, r.rkihrungsgemäß erzielt man den gewünschten Ihrfindungszweck am besten mit einer mittleren Füüstollteilchengrüße entsprechend linear 15 bis 25 μ (und sorgt insbesondere dafür, daß der leuchenfrößenanteil unter linear 1 5 11 weniger us etwa 5"» reträgt. Dieser Feinstaubanleil bildet offenbar in Väßrigem Medium eine ziemlich stabile Suspension lind geht deshalb während der Papierbkittbildung in der Siebparlie mit dem abfließenden Wasser fort. ohne sich aus ihm später in störender Weise abzusetzen.

Bei der stofflichen Auswahl des Füllstotlmaterials fcpiclen Märte, Transparenz und Preis eine wesentliche Ro¹Ie. Grundsätzlich sind alle eingang¹· aK /um 4« Stand der Technik gehörenden, anorganischen Matefial'on geeignet. Als Beispiel sei Siliciumdioxid genannt, das diesen dre^: Forderungen genügt. Bezüglich der Transparenz gilt der bereits bekannte Ge t·)'. hlspunk;. daß der Brechungsexponent der Füll-StofTsubsian/ möglichst dem von Cellulose und Imfrägnierangsharz entspiechen sollte. Besonders günstige lirgebnisse er/iclt man erfahrungsgemäß mit kristallinem Aluminiumoxid, das als synthetisches «landelserzeugnis in insbesondere eng klassierten ίο Yeilehengrößensorlen von z. B. linear 22 11 11. dgl. iur Verfugung steht.

Wie hoch der Füllstoffgehalt im eriindiinusgemäßen Overlaypnpier einzustellen ist. hängt ersichtlicher-%veise in erstei Liiiie von der verlangten Abriebsfestigkeit des Papiers und bei vorgegebenen Ansprüchen ar. diese weiterhin von der Härte des Füll- »loffmaterials ab, die ja für die früher erwähnte Erhaltung des Widerlagereffektes bestimmend ist. t)ie erfindungsgemäüe Beschränkung des Füllstoffgehalts auf nur einen Teil der Papierhahndicke. d. ti. deren mittlere Zone, ermöglicht hei vorgegebener Füllstoflhärte eine wesentliche Herabsetzung des z. B. bei bekannten Ovcrlaypapicrcn üblichen Füllstoffgehalts etwa IS⁰O des Gesamtgewichts, was sich /11 dursten von Transparenz und Materialkostcn ohne Beeinträchtigung der Abricbsfestigkeits\erbesserung "uswirkt. Zufriedenstellende, d. h. handelsnormen-gerechf;, Ergebnisse erzieh man mit Füllstoffgehaiten von 2 bis 1Ü^UΌ des Gesamtgewichts, und die in bezug auf alle drei erwähnten Auswahlgesichtspunkte günstigste Anteilsmenge liegt bei etwa 4".«.

Bei der fabrikatorischen Herstellung des erfindungsgemäßen Overlaypapiers bedient man sich grundsätzlich der bekannten Verfahren und Einrichtungen zur Herstellung vgji Papierbahnen. Man stellt entweder eine einlagige Papierbahn her oder gautscht zwei auf getrennten Siebpartien abgesetzte, noch nasse Papierbahnen zusammen. Die erfindungsgemäße Beschränkung des Füllstoffgehalts auf die mittlere Zone der fertigen Papierbahn erreicht man im ersteren Fall dadurch, daß man die Füllstoiiteilchen in einem Entwässerungsbereich auf dem Siel·· aufbringt, in dem sich einerseits bereits in der siebbenachbarten Zone der Faserbreiauflage eine tür die Fiillstoffteüchen undurchdringliche Fascriage gebildet hat. der darüber befindliche Faserbrei aber noch so porös, d. h. wasserreich ist, daß die Teilchen in ihm bis zur undurchdringlichen Zone hin absinken können. Ersichtlicherweise hängt der so funktionsmäßig definierte Auftragsort von verschiedenen Betriebsvariabeln. wie StofTkonzentration. Faseransetz\ermöeen. Sieblauf geschwindigkeit. FüllstotT-tcilchermröße 1 nd -Sinkgeschwindigkeit usw. an. iam sich aber bei \orgegebenen Daten dieser ßetriebs- !,rö'len unschwer fesilegen. Bei der zweiten Herstellungsart erfolgt der Fuüstolfauftrag auf die untere Papierbahn frühestens dann, n. /hiiem sich die \orerwähnle. siebbenachbarte. teilehenundtirchlässige Papierbahngrenzschicht bereits gebildet hat. und spätestens kur/ vor dem Auflaufen der /.weilen, dünneren halbfertigen Papierbahn Die Weiterbehandlung der ein- oder /weilagigcn Naßpapierbahn in der Trockenpartie usw. erfolgt in üblicher Weise und. wie bereits gesagt, infolge des FiillstolTeinschlusses innerhalb der minieren Papierzone ohne betriebliche und apparative Störungen.

Nachstellend wird die Erfindung an Hand eines Ai'sführungsbeispiels näher erläutert, ohne larauf beschränkt zu sein und an Hand von Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 im Schaubild r;;icn Ausschnitt uns dem eifiiidungsgemal.K η O\eι la\ papier in bezüglich Dicke vergrößertem Maßstab und die

Fig. 2a, 2 ti und 2c Teilquerschnitte durch ein crfindungsucmitßes Ovcrknpapier mit schematischer Darstellung der Verteilung des Füllstoffs in der l'apiemiasse.

Dasin Fig. I dargestellte Overlaypapier entspricht im Aufbau seiner Papierstrukuir einem handelsüblichen. fülki.ofTfreien Overlaypapier üblicher, dem Fachmann bekannter StofTzusammensetzung. I'm die erfindungsgemäße Einlagerung der Füllstoffteilchen bereits in dieser Figur kenntlich zu machen, wurde die Papierdicke etwa 40fach vergrößert dargestellt, und die Füllstofheilchen wurden entsprechend einem FüllstolTgehalt von etwa 8"o des Gesamtgewichts und einer Papierrohdichtc von rund 0,5 punktföimig eingezeichnet.

Um das Erfindungsprinzip der Beschränkung des FüllstofTanteils auf die mittlere Papierdickenzone /u veranschaulichen, wurde in den Fig. 2a, 2b und 2c der Papierquerschnitt noch stärker, d. h. auf etwa mikroskopisches Maß vergrößert. Die Papierfasern sind, soweit sie unverletzt in Seitenansicht erscheinen.

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In F i s:. ^b is! on] .ip.deres ". cliehen 3 h aanjcsi. ii. das /:v\'ar in he/uii :un uie PiO'cruicke etwa¹- jtiijcririllig nach f''* Papicroncrtläche hin angeordnet. ·« aber iiiimcr noch der ivrlindungslchre cnisprcchciui durch cine Fyscrlagc abgedeckt ist.

In ^;-i·.:. 2c schiiebi'.ch ist die ebenfalls noch

der <:rtin :ung umkiütc Lage eines FiilNiolT . !ens3;· angedeutet, uas ehenlallf- wieaor in seil '■ - >rpcr --^r: '■:i^>-crn ^ni'-chiosscn isi und ieiiig ;;\[o.}\£ nut cncm -einer '··-inicrVorspriiiiee

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ilicrzu 1 Blatt Z2ichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Mit Harlfüllstoffteilchen gefülltes Overlaypapier, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen alle Füllstoffteilchen in einer inneren Papierzone angeordnet sind, die sich zwischen im wesentlichen füllstofffreien Außenzonen befindet.

2. Overlaypapier nach Anspruch J₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Außenzonen eine Dicke aufweisen, die mindestens derjenigen einer Faserlage entspricht.

3. Overlaypapier nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffteilchen eine mittlere Teilchengröße von 20 bis 30 μ besitzen.

4. Overlaypapier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilchengrößenanteil unter 15 u weniger als 5".Ό beträgt.

5. Overlaypapier nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffteilchen aus kristallinem Aluminiumoxid bestehen.