DE2135072B2 - Verfahren zur erzeugung hochglaenzender oberflaechen auf dekorpapieren - Google Patents

Description

der vermischten Dispersionen, liegt, anschließend

trocknet und mit einer hochglanzpolierten Walze bei einer Temperatur zwischen 120 und 180 C kalan-

Die Erfindung betrifft die Erzeugung hochglänzen- driert.

der Oberflächen auf kunststoffgefüllten Dekorpapie- 35 Ls ist zwar schon aus der britischen Patentschrift ren. Unter Dekorpapieren werden dabei im engeren 1 165 222 bekannt, Schichtwerkstoffe aus Sperrholz Sinne die Außenschichten von Mehrschichtwerk- und Kraftpapier, das mit Phenolharzen imprägniert stoffen mit einer dekorativen Oberfläche und im ist, mit einer Mischung aus einer thermoplastischen weiteren Sinne auch solche Papiere, die zur Herstel- und einer selbstvernetzenden Acrylharzdispeision zu lung von Metuschichtwerkstoffen vorgesehen, aber 40 beschichten. Aber eine Nachbehandlung des getrocknoch nicht mit der Unterlage verbunden sind, ver- neten Überzuges mit einer hochglanzpolierten Walze standen. Dekorpapiere können einheitlich weiß oder wird nicht vorgenommen, und es war nicht vorherfarbig oder mit ein- oder mehrfarbigen Mustern oder sehbar, daß durch eine solche Behandlung der Uber-Darstellungen bedruckt sein. Als Unterlage können zug hochglänzend wird. Zudem enthält die eingesetzte kunststoffgefüllter Karton, Hartfaserplatten, Preß- 45 Dispersion in der Regel das thermoplastische und spanplatten, Sperrholz, Tischlerplatten, Hartschaum- das selbstvernetzende Harz in einem Verhältnis von stoffplattcn, Asbestzementtafeln u.dgl. sowie mehr- 4:1 bis 1:1.

schichtige Kombinationen der genannten Werkstoffe Gemäß der USA.-Patentschrift 3 249 463 werden dienen. Derartige Mehrschichtwerkstoffe werden in kunststoffbehandelte Gewebe, die eine gewisse Ähngroßem Umfang zur Herstellung von Möbeln und 50 lichkeit mit Deko<-papieren haben und für ähnliche Gebrauchsgegenständen oder zum Innenausbau von Zwecke verwendet werden, mit einem Schlußstrich Fahrzeugen, Läden, Fertighäusern und anderen Ge- aus einem Gemisch veischiedener wäßriger Kunstbäuden verwendet. Stoffdispersionen, von denen eine thermoplastisch Bei der Herstellung des Dekorpapiers geht man und eine andere selbstvernetzend sein kann, bevon weißen, farbigen oder bedruckten Rohpapieren 55 schichtet. Dieser Bes^hichtungsmischung wird mindeaus, die mit einem geeigneten Kunststoff gefüllt und stens dann, wenn eine Nachbehandlung der beschichmit der Unterlage verbunden werden. Die letzt- teten Oberfläche mit einem Prägekalander vorgesehen genannten Arbeitsgänge können gemeinsam oder in ist, hochaisperse Kieselsäure zugesetzt. Eine hochverschiedener Reihenfolge nacheinander durchgeführt glänzende Oberfläche wird bei diesem Verfahren weiden. Das Rohpapier kann mit einer Lösung oder 60 einerseits wegen des Kieselsäurezusatzes, andererseits Dispersion des Kunststoffes getränkt und im Verbund wegen der Behandlung mit einer gekörnten Prägemit der Unterlage getrocknet und gehärtet werden. walze nicht erreicht. Außerdem besteht die Beschich-Man kann jedoch auch das Rohpapier auf die Unter- tungsmischung aus zwei Komponenten, die miteinlage aufkleben, wobei es allenfalls zu einer teilweisen ander reagieren. Auch im Falle der Herstellung Füllung mit Kunststoff bzw. Klebstoff kommt und 65 von Dekorpapiere.n gemäß der USA.-Patentschrift anschließend mit einer kunststoffhaltigen Lösung 3 369 962 bestehen die Komponenten der Beschich- oder Dispersion imprägnieren, trocknen und härten. tungszubereitung aus solchen, die durch Konden-Schließlich kann man die Imprägnierung, Trocknung sation miteinander vernetzen. Der Gegenstand der

3 4

Erfindung konnte daher aus dem Stand der Technik Kunststoffgefüllte Dekorpapiere zeichnen sich

nicht abgeleitet werden und wurde nicht nahegelegt. durch fehlende Saugfähigkeit und mehr oder weniger

Die Erfindung gestattet es nicht nur, die Schluß- große Härte und Sprödigkeit aus. Die Imprägnierung lackierung ohne explosionsgeschützte Anlagen und kann z. B. aus Aminoplastharzen, Phenol-Formohne Lösungsmitteiriickgewinnungsanlage durchzu- 5 aldehydharzen. Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, führen, sondern sie gestattet es auch, die Inprägnie- Polyvinylidenchlorid oder thermoplastischen oder rung des D-kor-Rohpapiers mit der Oberflächen- vernetzten Acrylharzen bestehen. Es ist im allgemeiglättung una gegebenenfalls mic der Kaschierung auf nen nicht zweckmäßig, gefüllte Dekorpap-ere — mit die Unterlage zusammenzufassen. Darüber hinaus oder ohne Unterlage — zwecks oberflächlicher Bewird die Empfindlichkeit der Oberfläche gegen orga- io schichtung durch ein Beschichtungsbad zu führen. Es nische Lösungsmittel herabgesetzt. ist einfacher, die Beschichtungsmischung kontinuier-

Weiterhin läßt das erfindungsgemäße Verfahren Hch durch Sprühen, Rollen, Streichen oder Rakeln

eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit zu. Bei den be- aufzubringen und die beschichtete Bahn unmittelbar

kannten Verfahren werden die beteiligten Harze beim anschließend durch einen Trockentunnel und den

Preßvorgang kondensiert und bilden in Berührung 15 Heißkalander zu leiten.

mit dem heißen polierten Werkzeug eine hoch- Ungefüllte Dekor-Rohpapiere oder unzureichend glänzende Oberfläche aus. Die Beschichtung muß je- gefüllte, noch saugfähige Dekorpapiere werden mit doch mit den heißen Werkzeug mindestens so lange der Dispersionsmischung gesättigt, was am einfachin Berührung se -hen. bis sie genügend ausgehärtet sten durch Tauchen bzw. Durchleiten durch einen ist. Dadurch" wird -!ic Arbeitsgeschwindigkeit be- 20 Trog geschieht. Ein Überschuß kann durch Abgrenzt. Wenn man die Aushärtung ohne ein Preß- quetschrollen entfernt werden. Die imprägnierte Bahn werkzeug allein durch Hitzeeinwirkung bewirken kann im nassen Zustand, zweckmäßigerweise nach würde, so könnte die ausgehärtete Beschichtung an- wenigstens teilweiser i'rocknung, auf die Unterlage schließend nicht mehr durch Pressen auf Hochglanz aufgelegt und, gegebenenfalls nach der endgültigen gebracht werden. Demgegenüber bleibt in den erfin- 25 Trocknung, durch das anschließende Heißkalandungsgemäß erzeugten Beschichtungen die eine Korn- drieren fest damit verbunden werden. Sofern das ponente thermoplastisch, auch wenn die andere schon Rohpapier bereits vor der Imprägnierung auf die ausgehärtet ist. Man kann daher die beschichtete Unterlage aufgeklebt ist, wird die Dispersions-Bahn mit ziemlich hoher Geschwindigkeit durch eine mischung durch Sprühen, Rakeln. Rollen oder Kondensationszone laufen lassen, bei der das Disper- 30 Streichen aufgetragen, wobei die Menge zur Sättisionswasser verdampft und die härtbare Komponente gung ausreichend sein und die Papierbahn für eine vernetzt wird. Danach genügt eine kurzzeitige Be- ausreichend lange Zeit mit einem Überschuß der handlung mit einer heißen Walze, mn die ausgehärtete Mischung in Berührung stehen muß. Der Überschuß Schicht auf Hochglanz zu bringen. kann durch Rollen, Luftrakeln u. dgl. abgenommen

Obwohl das Verhalten der aus dem Dispersions- 35 werden.

gemisch gebildeten Beschichtung beim Kalandrieren Durch Imprägnieren von Rohpapieren und annicht im einzelnen untersucht worden ist, kann eine schließendes Kalandrieren wir.': «n manchen Fällen Vermutung über die überraschende Ausbildung des noch nicht der optimale Oberflächenglanz erzielt. In Glanzes beim Verfahren der Erfindung ausgesprochen diesen Fällen ist es zweckmäßig, auf die kunststoffwerden. Es ist davon auszugehen, daß die aus di.r 4° gefüllte Papierbahn nochmals eine dünne Oberselbstvernetzenden Dispersion stammenden Kunst- flächenbeschichtung aufzutragen und erst dann zu Stoffteilchen beim Heißkalandrieren zu einem elasti- kalandrieren. In jedem Fall soll das Dekorpapier vor sehen Gerüst aus vernetztem Kunststoff zusammen- Beginn des Kalandriervorgangs vollständig mit Kunstsintern. Wie aus Versuchen mit selbstvernetzenden stoff gefüllt sein.

Dispersionen allein bekannt ist, vermag dieses Gerüst 45 Wenn von Rohpapieren ausgegangen wird, also keine völlig glatte, glänzende Oberfläche auszubilden. eine Tränkung mit der Dispersionsmischung vorge-In das Gerüst aus vernetztem Kunststoff sind jedoch nommen wird, besteht die Gefahr, daß die Disperbeim vorliegenden Verfahren Partikeln des thermo- sionspartikeln während der Trocknung an die Papierplastischen Kunststoffes eingelagert und diese können oberfläche wandern, so daß die mittlere Schicht des unter dem Einfluß des Druckes und der Temperatur 50 Pi-piers an Bindemittel verarmt. Dies führt zu leicht der Kalanderwalze innerhalb kleinster Bereiche aus spaltbaren Dekorpapieren. Dieser Gefahr kann man Zonen erhöhten Druckes in Zonen geringeren Druckes dadurch begegnen, daß man das Dekor-Rohpapier abfließen und dadurch zum Ausgleich mikroskopisch mit einer polykationischen Verbindung, wie Alukleiner Unebenheiten führen. Obwohl angenommen miniumsulfat, Alaun, Calciumchlorid oder einem werden muß, daß die Oberfläche der Beschichtung 55 quartäre Ammoniumgruppen enthaltenden Polymeriinfolge dieses plastischen Fließens zu einem erheb- sat, wie Polymethacryloxyäthyl-trimethyl-ammoniumlichen Teil aus dem thermoplastischen Kunststoff be- chlorid, vorbehandelt und zur Imprägnierung eine steht, tritt keine Haftung zwischen Kunststoff und Mischung einsetzt, in der wenigstens eine der Disper-Kalanderwalze ein. Das Verfahren der Erfindung, das sionen, vorzugsweise Jie selbstvernetzende, anionidurch die beanspruchten Maßnahmen gekennzeichnet 60 sehen Charakter hat. Ebenso können auch beide ist, ist indessen nicht auf eine bestimmte Theorie über Dispersionen anionisch sein. Durch diepolykationische das Verhalten der Kunststoffpartikeln festgelegt. Verbindung werden die D-spersionspartikeln im In-

Die Durchführung des Verfahrens hängt wesentlich nern der Papierschicht fixiert und an der Auswande-

davon ab, ob das Dekorpapier bereits kunststoff- rung gehindert.

gefüllt ist und, wenn dies nicht der Fall ist, ob es 65 Die Dispersionsmischung enthält als selbstvervor, während oder nach der Behandlung nach dem netzenden Anteil die Dispersion eines Mischpoly-Verfahren der Erfindung mit der Unterlage verbun- merisats des N-Methylol-acrylamids oder -metha-

den wird. crylamids mit überwiegenden Mengen von Estern der

Acryl- oder/und Methacrylsäure und gegebenenfalls weiteren Monomeren, wie Acrylnitril, Styrol oder Vinylidenchlorid, in untergeordneten Mengen. Die handelsüblichen Dispersionen dieser Art von Polymeren unterscheiden sich in erster Linie durch die Weichheit bzw. Härte der daraus herstellbaren Filme, für die als Maßzahl häufig die Erweichungstemperatur oder die Temperatur des Dämpfungsmaximums beim Torsionsschwingungsversuch (T_mux) gemäß DIN 53 445 angegeben wird. Für das Verfahren der Erfindung eignen ^c'ch bevorzugt die mittelharten bis harten Typen von . : ymeren, d.h. solche mit 7*_muJC-Werten zwischen 35 und 60° C.

Als thermoplastischer Anteil kommen Dispersionen von Polymeren gängiger Handelstypen, die überwiegend aus Estern der Acryl- und Methacrylsäure aufgebaut sind und meist noch geringe Anteile von Einheiten der Acryl- oder Methacrylsäure enthalten, in Betracht. Auch die Polymeren dieser Dispersionen können in der Filmhärte erheblich variieren. Für das vorliegende Verfahren sind die weichen Lis mittelweichen Sorten mit '/"„„,-Werten zwischen 0 und 30 C besonders geeignet.

An Stelle jeweils einer thermoplastischen und einer selbstvernetzenden Dispersion können auch Gemische mehrerer Dispersionen der einen oder anderen Art oder beider Arten eingesetzt werden. Dadurch lassen sich die mechanischen Eigenschaften des Dekorpapiers den anwendungstechnischen Erfordernissen des Einzelfalles gut anpassen.

Das Mischungsverhältnis der beiden Dispersionstypen wird so gewählt, daß sich ein Gerüst aus vernetztem Kunststoff aus den Partikeln der selbstvernetzenden Dispersion bilden kann und daß beim Auftrocknen ein hinreichend harter, blockfreier Film entsteht. Es ist daher nicht zweckmäßig, große Anteile von verhältnismäßig weichen DispersionskunststofTen einzusetzen.

Das Mischungsverhältnis der Dispersionen der selbstvernetzcnden Polymeren zu denen der thermoplastischen Polymeren liegt daher bei den erfindungsgemäß verwendeten Dispersionen zwischen 10: 1 und 1:1, vorzugsweise zwischen 10 : 1 und 3:1, bezogen auf Trockensubstanz. Die Mischbarkeit der zur Ver · Wendung vorgesehenen Dispersionen sollte zweckmäßig in einem Vorversuch ermittelt werden. Die gängigen Handelssorter, sind in der Mehrzahl anionisch oder nichtionisch stabilisiert und lassen sich in den meisten Fällen unter sich oder miteinander mischen.

Der Feststoffgeh alt üblicher Acrylharzdispersionen liegt bei 40 bis 60 Gewichtsprozent. In vielen Fällen wird man beim Mischen unmittelbar eine brauchbare Konsistenz der Mischung erhalten. Zur Imprägnierung von Rohpapieren kann eine Verminderung der Viskosität durch Verdünnen mit Wasser zweckmäßig sein. Das Imprägnierbad soll eine Viskosität von 30 see im allgemeinen nicht überschreiten und liegt vorzugsweise im Bereich von 14 bis 22 see (gemessen im 4-mm-Auslaufbecher nach DIN 53 211). Dagegen kann zum Zwecke der Beschichtung je nach Auftragsvorrichtung mit wesentlich höheren Viskositäten, beispielsweise von 14 bü 250 see, gearbeitet werden. Die durch Mischen der Dispersionen erhaltene Viskosität kann auf verschiedene Weise erhöht werden. Carboxylgruppenhaltigc Dispersionen lassen sich durch Zusatz von Basen, besonders Ammoniak, verdicken. Leichtflüchtige organische Lösungsmittel, die die Dispersionspartikeln anquellen, bewirken ebenfalls eine Verdickung. Schließlich kann man auch wasserlösliche polymere Verdickungsmittel, wie PoIynatrium-methacrylat oder Methylcellulose zusetzen. Die Mischung darf keine Füllstoffe enthalten, da sie die Ausbildung einer hochglänzenden Oberfläche verhindern würde. Das schließt nicht aus, daß maji der Mischung kleine Mengen, z. B. 0,5 bis 2%, eines Pigmentfarbstofles zusetzt. Jedoch wird — falls eine

ίο Anfärbung erwünscht ist — die Verwendung löslicher Farbstoffe, wie z. B. Chinolingelb oder Heliogenblau, bevorzugt.

Wenn die Wasser- und Lösungsmittelbeständigkeit der Oberfläche des Dekorpapiers als unzureichend empfunden wird, kann durch einen Zusatz eines wasserlöslichen Aminoplastharzes, beispielsweise eines Melamin-Formaldehyd- oder Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensats, eine Verbesserung erzielt werden. Derartige Zusätze können bis zu etwa 15 Gewicht·*- prozent, vorzugsweise 3 bis X c^wichtsprozent. der Trockensubstanz der Imprägnier- ui.d Beschichtungsmischung ausmachen.

Die beschichtete oder imprägnierte Papierbahn wird 'Or dem Kalandrieren getrocknet. Hierfür sind verschiedene geeignete Vorrichtungen, wie Trockentunnel mit Strahlungsheizung oder Heißluftumwälzung oder Trockenzylinder, bekannt. Die Trockcntemperatur liegt zweckmäßig bei 100 bis 150 C.
Die getrocknete Bahn wird durch einen Heißkalander geleitet, der mit einer auf 130 bis 180 C beheizten hochglanzpolierten Stahlwalze ausgerüstet ist und einen Liniendruck von « 50 kp, cm ausübt. Die Bahn kann auch mehrere Kalanderwerke nacheinander unter gleichen oder verschiedenen Druck- und Temperaturbedingungen durchlaufen. Die Durchlaufgeschwindigkeit kann bei etwa 40 bis 60 m/min liegen und soll über die obere Grenze nicht gesteigert werden, weil sonst eine ausreichende Härtung des selbstvcrnetzenden Dispersionskunststoffs nicht gewährleistet ist.

Die hochglanzpolierte Oberfläche der Kalanderwalze braucht nicht völlig oder nicht an allen Stellen eben bzw. zylindrisch zu sein. Zur Erzeugung eines Hammersrhlageffekts kann die Walzenoberfläche unregelmäßige Erhöhungen und Vertiefungen aufweisen. Durch in geeigneter Weise angeordnete erhabene Streifen lassen sich Kachel- oder Mosaikfugen. Längsoder Querstreifen u. dgl. erzeugen.

Beispiel 1

Ein mit dekorativen Mustern bedrucktes Rohpapier mit einem Flächengewicht von 200 g/in² wird durch ein Imprägnierbad aus

90 Teilen ein^pr selbstvernetzenden Acrylharzdispersion, deren Polymerisatphase aus 59 Teilen Methylmethaerylat, 37 Teilen n-Butylacrylat, 2 Teilen Methylolmethacrylamid und 2 Teilen Acrylamid aufgebaut ist (T_raax = 50° C) und die Natriumlaurylsulfat als Emulgator enthält, 6O°/oig,

100 Teilen einer thermoplastischen Acrylharzdispersion, deren Polymerisatphase aus 39 Teilen Methylmethaerylat, 60 Teilen n-Butyl-

acrylat und 1 Teil Methacrylsäure aufgebaut ist (r_max = 10° C) und die Natriumlaurylsulf at als Emulgator enthält, 5O°/oig,

26 Teilen eines handelsüblichen wasserlöslichen Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensates,

74 Teilen Wasser,

geleitet und auf 100% Binderaufnahme (berechnet auf die Trockensubstanz der Dispersion und des Papiers) abgequetscht. In einem Trockentunnel wird bei 150⁰C bis zu einer Restfeuchte von 3 bis 4% getrocknet. Anschließend läßt man die Papierbahn mit einer Geschwindigkeit von 40 m/min zwischen hochglanzpolierten Stahlwalzen mit einem Liniendruck von 70 kp/cm bei einer Walzentemperatur von 150⁰C ohne Friktion durchlaufen. Man erhält eine hochglänzende Oberfläche.

Beispiel 2

Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wird mit dem Unterschied wiederholt, daß die Zusammensetzung _s des Imprägnierbades wie folgt geändert wird:

75 Teile selbstvernetzende Acrylharzdispersion

(wie Beispiel 1),
25 Teile thermoplastische Acrylatdispersion (wie Beispiel 1),
13 Teile eines handelsüblichen wasserlöslichen

Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensats, 37 Teile Wasser.

Man erhält ein Dekorpapier mit hochglänzendei Oberfläche.

309521/

3 1',

Claims (3)

1 2 und Härtung und gegebenenfalls Schlußlackierung Patentansprüche: des Dekorpapiers getrennt von der Unterlage vornehmen und die fertigen Schichten anschließend mit-

1. Verfahren zur Erzeugung einer hochglänzen- einander verbinden.

den Oberfläche auf kunststoffgefülltem Dekor- 5 Um eine hochglänzende Oberfläche zu erzeugen,

papier, dadurch gekennzeichnet, daß wird das Dekorpapier in der Regel mit einem Nitro-

man ein Dekorpapier mit einer füllstofffreien wäß- lack überzogen. Nitrolacke sind in brennbaren orga-

rigen Dispersion einer Mischung aus the rmoplasti- nischen Lösungsmitteln gelöst und machen deshalb

sehen und selbstvernetzenden Polymerisaten auf explosionsgeschützte Anlagen zur Auftragung, Trock-

Acrylatbasis tränkt oder beschichtet, wobei das io nung und Lösungsmittelrückgewinnung erforderlich.

Mischungsverhältnis der thermoplastischen zu den Es ist deshalb schon versucht worden, die in organi-

selbstvernetzenden Polymerisaten im Bereich von sehen Lösungsmitteln gelösten Schlußlacke durch

• : 1 bis 1:10, berechnet auf Gewichtsteile wäßrige Kunststoffdispersionen zu ersetzen. Dabei

Trockensubstanz der vermischten Dispersionen, entstehen jedoch matte Überzüge. Wenn man sie heiß

liegt, anschließend trocknet und mit einer hoch- 15 kalandriert, bleiben Überzüge, die aus thermoplasti-

glanzpolierten Walze bei einer Temperatur zwi- sehen Dispersionen erzeugt sind, an der Kalander-

schen 120 und 180⁰C kalandriert. walze haften, während Überzüge, die aus selbst· vr-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- netzenden Dispersionen hergestellt worden sind, zwar kennzeichnet, daß die Mischung zusätzlich bis zu nicht an der Walze haften, aber auch nicht ausreietwa 15 Gewichtsprozent, bezogen auf die 20 chend glänzend werden.

Trockensubstanz der Gesamtmischung, eines Es wurde nun gefunden, daß man eine hochwasserlöslichen Aminoplastharzes enthält. glänzende Oberfläche auf kunstharzgefülltem Dekor-

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, papier überraschenderweise dadurch erzeugen kann, dadurch gekennzeichnet, daß selbstvernetzende daß man ein Dekorpapier mit einer füllstofffreien Polymerisate auf Acrylatbasis verwendet werden, 25 wäßrigen Dispersion einer Mischung aus thermodie Filme mit T_max von 35 bis 60" C ergeben, plastischen und selbstvernetzenden Polymerisaten auf und thermoplastische Polymerisate auf Acrylat- Acrylatbasis tränkt oder beschichtet, wobei das basis venvendet werden, die Filme mit T_max von Mischungsverhältnis der thermoplastischen zu den 0 bis 30 C ergeben. selbstvernetzenden Polymerisaten im Bereich von 1 : 1

30 bis 1:10. berechnet auf Gewichtsteile Trockensubstanz