DE2135072C3 - - Google Patents
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- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
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- Y10T428/31906—Ester, halide or nitrile of addition polymer
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 Hs ist zwar schon aus der britischen Patentschrift
ren. Unter Dekorpapieren werden dabei im engeren 1 !65 222 bekannt, Schichtwerkstoffe aus Sperrholz
Sinne die Außenschichten von Mehrschichtwerk- und Kraftpapier, das mit Phenolharzen imprägniert
stoffen mit einer dekorativen Oberfläche und im isi, mit einer Mischung aus einer thermoplastischen
weiteren Sinne auch solche Papiere, die zur Herstel- und einer selbstvernetzenden Acrylha^dispersion zu
lung von Mehrschichtwerkstoffen vorgesehen, aber 4° 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 ÜberDarstellungen
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
stoffplatten, 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 Dekorpapieren haben und für ähnliche
Gebrauchsgegenständen oder zum Innenausbau von Zwecke verwendet werden, mit einem Schlußstrich
Fahrzeugen, Läden, Fertighäusern und anderen Ge- aus einem Gemisch verschiedener 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 Beschichtungsmischung 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, hochdisperse Kieselsäure zugesetzt. Eine hochverschiedener Reihenfolge nacheinander durchgeführt glänzende Oberfläche wird bei diesem Verfahren
werden. 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 Dekorpapieren 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
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 Ei findung 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
Lösungsmittelrückgewinnungsanlage durchzu- 3 aldehydharzen. Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid,
führen, sondern sie gestattet es auch, die Inprägnie- Polyvinylidenchlorid oder thermoplastischen oder
rung des Dekor-Rohpapiers mit der Oberflächen- vernetzten Acrylharzen bestehen. Es ist im allgemeiglättung
und gegebenenfalls mit der Kaschierung auf nen nicht zweckmäßig, gefüllte Dekorpapiere — 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 lieh 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 dem heißen Werkzeug mindestens so lange der Dispersionsmischung gesättigt, was am einfachin
Berührung stehen, bis sie genügend ausgehärtet sten durch Tauchen bzw. Durchleiten durch einen
ist. Dadurch wird die 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 Trocknung, 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 Oberschuß der
handlung mit einer heißen Walze, um 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 wird in 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 der 40 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 nominen 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 Papiers 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 polykntionischen 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 die 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 die polykationische
das Verhalten der Kunststoffpartikeln festgelegt. Verbindung werden die Dispersionspartikeln 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 selbstver-
vor, während oder nach der Behandlung nach dem netzenden Anteil die Dispersion eines Mischpply-
Verfahren der Erfindung mit der Unterlage verbun- merisats des N-Methylol-acrylamids oder -metha-
den wird. crylamids init 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,
iür die als Maßzahl häufig die Enveichungstemperarur
oder die Temperatur des Dämpfungsmaximums beim Torsionsschwingungsversuch (7"m„v) gemäß DIN
53445 angegeben wird. Für das Verfahren der Erfindung eignen sich bevorzugt die mittelharten bis harten
Typen von Polymeren, d. h. solche mit ΤΠ,,,Λ-Werten
zwischen 35 und 60c 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 bis mittelweichen
Sorten mit rm(1J-Werten zwischen 0 und
3GC 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 gewühlt, daß sich ein Gerüst aus vernet/tem
Kunststoff aus den Partikeln der sclbstvernetzenden Dispersion bilden kann und daß beim
Auftrocknen ein hinreichend harter, blockfreier Film entsteht. Fs ist daher nicht zweckmäßig, große Anteile
von verhältnismäßig weichen Dispersionskunststoffen einzusetzen.
Das Mischungsverhältnis der Dispersionen der selbstvernctzcnden Polymeren zu denen der thermoplastischen
Polymeren liegt daher bei den erfindungsgemäß verwendeten Dispersionen zwischen 10: 1 und
1:1, vorzugsweise zwischen 1<>: 1 und 3:1, bezogen
auf Trockensubstanz. Die Mischbarkeit der zur Verwendung vorgesehenen Dispersionen sollte zweckmäßig
in einem Vorversuch ermittelt werden. Die gängigen Handelssorten sind ;n der Mehrzahl
anionisch oder nichtionisch stabilisiert und lassen sich in den meisten Fällen unter sich oder miteinander
mischen.
Der Feststoffgehalt 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
Viskositat durch Verdünnen mit Wasser zweckmäßig
sein. Das Impragnierbad «>1I eine Viskosität von
30 see im allgemeinen nicht überschreiten und hegt
vorzugsweise im Bereich von 14 bis 22 see (gemessen
im 4-mm-AusIaufbecher nach DIN 53 211) Dagegen kann zum Zwecke der Beschichtung je nach Auftragsvorrichtung
mit wesentlich höheren Viskositäten, beispielsweise von 14 bis 250 see, gearbeitet werden.
Die durch Mischen der Dispersionen erhaltene Viskosität kann auf verschiedene Weise erhöht werden.
Carboxylgruppenhaltige 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 man der Mischung kleine Mengen, z. B. 0,5 bis 2%, eines
Pigmentfarbstoffes zusetzt. Jedoch wird — falls eine
Anfärbung erwünscht ist — die Verwendung löslicher Farbstoffe, wie z. B. Chinoliugelb oder Heliogenblau,
bevorzugt.
Wenn die Wasser- und Lösungsmittelbeständigkcit der Oberfläche des Dekorpapiers als unzureichend
empfunden wird, kann durch einen Zusatz eines wasserlöslichen Aminoplastharzes, beispielsweise eines
Melamin-Formaldehyd-oderHarnstoff-Formaldehyd-Vorkondensats,
eine Verbesserung· erzielt weiden. Derartige Zusätze können bis zu etwa 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise 3 bis 8 Gewichtsprozent, der
Trockensubstanz der Imprägnier- und Bcschichtungsmischung
ausmachen.
Die beschichtete oder imprägnierte Papierbahn wird vor 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 Kalandcrwcrke 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 selbstvernetzenden 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 Hammerschlageffekts kann die Walzenoberfläche unregelmäßige
Erhöhungen und Vertiefungen aufweisen. Durch in geeigneter Weise angeordnete erhabene
Streifen lassen sich Kachel- oder Mosaikfugen, Längs- oder Querstreifen u. dgl. erzeugen.
Ein mit dekorativen Mustern bedrucktes Rohpapier mit einem Flächengewicht von 200 g/m2 wird durch
ein Imprägnierbad aus
QQ χ „ fe selbstvernetzenden Acrylharzdisper-
. Polymerisatphase aus 59 Tei-
lfm Me{h * 5? Teilen n-Butyl-
, > ., Methylolmethacrylamid
™d 2 ^^^JSf? f
100 Teilen einer thermoplastischen Acrylharzdispersion, deren Polymerisatphase aus 39 Teilen
Methylmethacrylat, 60 Teilen n-Butylacrylat und 1 Teil Methacrylsäure aufgebaut
ist (Tmex = 10° C) und die Natriumlaurylsulfat als Emulgator enthält, 50%ig,
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 15O0C bis zu einer Restfeuchte von 3 bis 4°/o
getrocknet. Anschließend läßt man die Papierbahn ie mit einer Geschwindigkeit von 40 m/min zwischen
hochglanzpolierten Stählwalzen mit einem Liniendruck von 70 kD/cm bei einer Walzentemperatur von
150° C ohne Friktion durchlaufen. Man erhält eine
hochglänzende Oberfläche.
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wird mit dem Unterschied wiederholt, daß die Zusammensetzung
des Imprägnierbades wie folgt geändert wird:
75 Teile selbstvemetzende Acrylharzdispeision
(wie Beispiel 1),
25 Teile thermoplastische Acrylatdispersion
25 Teile thermoplastische Acrylatdispersion
(wie Beispiel 1),
13 Teile eines handelsüblichen wasserlöslichen
13 Teile eines handelsüblichen wasserlöslichen
Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensats,
37 Teile Wasser.
Man erhält ein Dekorpapier mit hochglänzendei Oberfläche.
409651/167
552
Claims (3)
1. Verfahren zur Erzeugung einer hochglänzen- einander verbinden.
•den Oberfläche auf kunstsioffgefülltem Dekor- 5 Um eine hochglänzende Oberfläche zu erzeugen,
papier, dadurch gekennzeichnet, daß wird das Dekorpapier in der Regel mit einem Nitro-
nian ein Dekorpapier mit einer füllstofffreien wäß- lack überzogen. Nitrolacke sind in brennbaren orga-
rigen Dispersion einer Mischung aus thermoplasti- 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 erf«.: Verlieh.
Mischungsverhältnis der thermoplastischen zu den Es ist deshalb schon versucht worden, die :. fgani-
selbstvernetzenden Polymerisaten im Bereich von sehen Lösungsmitteln gelösten Schlußlacke durch
1:1 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 selbstver-
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 so 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 füllstoff freien
Polymerisate auf Acrylatbasis verwendet werden, as wäßrigen Dispersion einer Mischung aus thermodie
Filme mit Tmax von 35 bis 60° C ergeben, plastischen und selbstvernetzenden Polymerisaten auf
und thermoplastische Polymerisate auf Acrylat- Acrylatbasis " tränkt oder beschichtet, wobei das
basis verwendet werden, die Filme mit Tmas 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
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