DE2153890A1 - Abdeck-Randmaterial - Google Patents
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Description
DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DF. HEB. NAT. K. HOFFMANN
WESO)VAOO CORPORATION, New York, N.Y. / USA
Abdeck-Randmaterial
Die Erfindung "betrifft ein dekoratives Randmaterial für Regale,
Gehäuse "bzw. Vitrinen und für Möbelstücke.
Die Tafelränder bzw. -kanten von laminierten Materialien zur
Herstellung von Regalen, Oberseiten von Tischen und Vitrinen werden derseit auf eine Anzahl von Wegen geschützt, von denen
aber keiner vollkommen zufriedenstellend ist. So tritt z.B. ein Problem auf, weil die Kanten der Tafeln bzw. der Platten
rauh, irregulär oder porös sind, weil sie kleine Spalten oder andere Unzulänglichkeiten enthalten. Diese Ränder bzw. Kanten
sind in erster Linie die rauhen, nichtbearbeiteten Kanten des Kernmaterials, wie von Flockenplatten, zusammengesetzten Platten
und von Sperrholz. Obgleich es nicht notwendig ist, daß die Ränder bzw. Kanten von Regalen und Oberseiten von Tischen,
Oberseiten von Schaltern und dergl. die hohen Qualitätsstandarde für horizontale Oberflächen besitzen, ist es doch
erforderlich, daß die Ränder bzw. Kanten ein fertiges, glattes Aussehen besitzen, das nicht ohne weiteres beschädigt wird.
Ein Verfahren zur Endbearbeitung der Ränder bzw. Kanten von Platten bzw. Tafeln von holzartigen Materialien wird in der
US-Patentschrift 3 011 932 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein Holzfurnieretreifen mit einem acrylartigen oder kautschukartigen
Klebstoff und einem Papierunterlagestreifen be-
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schichtet. Nach Aufbringung auf das Kernmaterial wird der Unterlagestreifen entfernt und der Furnierstreifen wird auf
das Kernmaterial durch Wärme und Druck oder Druck allein je nach dem verwendeten Klebstoff aufgebracht. Bin derartiger
Prozeß der Randbehandlung ist jedoch ziemlich langsam und
umständlich, da der Unterlagestreifen einzeln von jedem Streifen entfernt werden muß und hierauf Druck angewendet werden
muß, um das Furniermaterial mit dem Sperrholz zu verbinden. Weitere Nachteile sind z.B., daß eine Rißbildung des ziemlich
steifen Furniermaterials erfolgen kann.
In der US-Patentschrift 3 283 052 wird ein weiteres Verfahren zum Binden von imprägniertem Schichtmaterial auf die seitliche
Oberfläche eines komprimierten Werkstücks beschrieben. Bei diesem Verfahren werden die seitlichen Oberflächen mit
einem Schichtmaterial bedeckt, das aus einem wärmehärtbaren Kunststoff in einem teilweise kondensierten Zustand besteht
oder damit imprägniert ist. Unter dem Einfluß der Wärme und des Drucks dringt das wärmehärtende Harz in den Rand- bzw.
Kantenteil des Werkstücks ein und befestigt den Beschichtungsstreifen
permanent an der Oberfläche.
Es wurde nun gefunden, daß eine Papierbahn bzw. -platte mit einem polymerisierbaren, ungesättigten Polyesterharz imprägniert
und ausgehärtet werden kann, worauf die imprägnierte Bahn bzw. Platte mit einem Heißschmelzkleber mit hoher Viskosität
beschichtet wird und zu Rand- bzw. Kantenstreifen zerschnitten wird und wobei eine genügende Flexibilität beibehalten
wird, daß ein Rollen bzw. Walzen erfolgen kann.
Durch die Erfindung wird somit ein flexibles, schlagfestes,
hochabdeckendes Rand- bzw. Kantenmaterial zum Überdecken der Ränder bzw. Kanten von starren Substraten zur Verfügung gestellt,
welches aus einem vorfabrizierten Papierstreifen mit einer Breite, die im wesentlichen der Dicke des Substrats
gleich ist, besteht, welcher mit einem gehärteten, wärme-
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härtenden Polyesterharz imprägniert ist und auf einer Seite mit einem Heißschmelzkleber mit hoher Viskosität beschichtet
ist.
Auf diese Weise wird ein Randmaterial zur Verfügung gestellt, in welchem die Oberflächenkante gewöhnlich Defekte bedeckt,
im allgemeinen eine hoche Beständigkeit gegenüber Abrieb, Feuchtigkeit, Zerstörung und Abbau besitzt und die sich normalerweise
nicht abschält oder entlaminiert.
Es wird weiterhin ein Material zum Versehen mit Streifen von rauhen Kanten von festen Substraten zur Verfügung gestellt,
das normalerweise leicht und bequem in einer kontinuierlichen Berührungsoperation mit Wärme und Druck, die nur einige wenige
Sekunden dauert, aufgebracht werden kann.
Das Randmaterial kann auf die Ränder bzw. Kanten sowohl von Substraten mit hoher als auch mit niedriger Dichte aufgebracht
werden, um sowohl eine dekorative als auch eine funktioneile Umrandung zu ergeben. Es wurde gefunden, daß dieses Randbzw.
Kantenmaterial dadurch hergestellt werden kann, daß eine Papierbahn bzw. Papierplatte aus gesättigtem Papier oder OC -Cellulosepapier
mit einem Basisgewicht von mindestens 29,5 kg (65 pounds) je 279 m (3000 square feet) mit mindestens
50 Gew.$ eines polymerisierbaren, ungesättigten Polyesterharzes imprägniert wird und dass im wesentlichen gehärtet wird.
Die gehärtete, imprägnierte Bahn wird sodann beispielsweise mit einem Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren als Heißschmelzkleber
beschichtet. Das Rand- bzw. Kantenmaterial wird zu Streifen mit geeigneter Breite zerschnitten und zu Rollen
aufgewickelt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die mit dem gehärteten Polyesterharz imprägnierte Bahn auf ihrer Rückseite mit
einem Überzug aus Polyesterfasern versehen, bevor sie mit dem Heißschmelzkleber beschichtet wird.
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Wie "bereits zum Ausdruck gebracht wurde, ist das mit Polyesterharz
imprägnierte, dekorative Rand- "bzw. Kantenmaterial gemäß der Erfindung für die Verwendung an zahlreichen Arten
von festen Substraten vorgesehen. Solche festen Substrate sind z.B. Sperrholz, Hartplatten, zusammengesetzte Platten,
Teilchenpiatten, Bagaaseplatten, Holz, Metallbleche, Asbestplatten
und Laminate. Diese starren Substrate können verschiedener Stärke sein, und sie können glatte oder unregelmäßige
Kanten besitzen.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Randmaterials kann eine weite Vielzahl von Papierbahnen verwendet werden. Zum zufriedenstellenden
Verhalten muß jedoch das Papier dazu in der Lage sein, eine große Harzmenge zu adsorbieren. Geeignete Papierbahnen
bzw. -platten sind z.B. Bahnen bzw. Platten aus Cellulosematerialien wie die verschiedenen sättigenden und
imprägnierenden Papiere, aus Kraft- und Sulfitpulpen und O<Cellulosepapier.
Zufriedenstellende Rand- bzw. Kantenmaterialien können aus CX-Oellulosebahnen mit einem Basisgewicht
von 29,5 bis 43,1 kg (65 "bis 95 pounds) je 279 m2 (3000 square
feet) hergestellt werden. Wenn Kraft- oder Sulfit-sättigende Bahnen verwendet werden, dann werden zufriedenstellende Randmaterialien
aus Bahnen mit einem Basisgewicht zwischen 36,3 und 44,9 kg (80 bis 99 pounds) je 279 m2 (3000 square feet)
erhalten.
Die Bahnen können gebleicht, ungebleicht oder gefärbt sein. Es wird bevorzugt, daß die Bahn als eine dekorative Bahn zusätzlich
zu ihren physikalischen Funktionen dient. Die dekorative Bahn wird im allgemeinen auf mindestens einer Oberfläche
mit einem Muster bedruckt. Das Muster kann auch ge-
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_ 5 —
färbt, pigmentiert oder aufgestrichen werden, um eine Farbe
zu verleihen, wie wenn es ein Teil der Horizontaloberfläche wäre. Ein wichtiger Gesichtspunkt ist die Bedruckbarkeit der
Bahn mit einem dekorativen Muster, z.B. mit einer Holzmaserung, In der Vergangenheit wurden sättigende Kraftpapiere nicht bedruckt,
weil sich die relativ groben Pasern nicht gut bedrukken lassen. Es wurde jedoch gefunden, daß eine hohe Druckqualität
erzielt werden kann, wenn die sättigende Kraftbahn auf der bedruckten ^eite der Bahn kalandriert wird. Weiterhin
ergibt eine Kraftbahn, die auf einer Oberfläche kurze Hartholzfasern enthält, eine verbesserte Druckbahn.
Ungeachtet, ob die verwendete Bahn eine Kraftbahn oder eine CV -Cellulosebahn ist, wird sie mit einem polymerisierbaren,
ungesättigten Polyesterharz imprägniert. Die Bahn enthält von 50 Gew.$>
bis so viel wie 65 Gew.$ des Polyesterharzes. Sie enthält vorzugsweise etwa 55 bis 60 Gew.% Polyesterharz.
Die Bezeichnung "Polyesterharz" betrifft bekanntlich synthetische Harze, die durch Umsetzung von zweibasischen Säuren
mit zweiwertigen Alkoholen erhalten werden. Ungesättigte Polyesterharze werden im allgemeinen dadurch hergestellt, daß
ein Gemisch von ungesättigten zweibasischen Säuren wie Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Itaconsäure wie Isophthalsäure,
Adipinsäure, Azelainsäure, Phthalsäureanhydrid und deren Gemische verwendet wird. Das Gemisch von gesättigten und ungesättigten
zweibasischen Säuren wird mit einem zweiwertigen Alkohol wie Athylenglykol, Diäthylenglykol, Propylenglykol,
Dipropylenglykol, Butylenglykol und deren Gemische umgesetzt, wodurch ein ungesättigtes Polyesterharz erhalten wird. Zur
Erzielung eines größeren Polymerisationsgrads des Polyesterharzes ist es üblich, das resultierende ungesättigte Polyesterharz
mit einem reaktiven Monomeren zu vermischen, welches im allgemeinen als Lösungsmittel für den ungesättigten
Polyester wirkt und das die ungesättigten Stellen in der Polyesterkette copolymerisiert, wodurch ein gehärtetes, wärmehär-
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tendes Produkt erhalten wird. Es können verschiedene ungesättigte
Monomere verwendet werden, um das Polyesterharz zu vernetzen. Beispiele hierfür sind Vinylverbindungen wie
Styrol, CX-Methylstyrol, Vinyltoluol, Vinylacetat, Diallylphthalat,
Diacetonacrylamid, Methylacrylat, Methylmethacrylat,· Chlorstyrol, Divinylbenzol, Triallylcyanurat und deren Gemische.
Hierin sollen die verschiedenen Polyesterharze, die von den obigen Arten der Säuren und Alkohole herrühren und die
ein oder mehrere Vernetzungsmonomere enthalten können, als
"polymerisierbare, ungesättigte Polyesterharze" bezeichnet werden. Das jeweilig verwendete Polyesterharz ist nicht von
großer Bedeutung. Wenn ein Typ bevorzugt wird, dann sind es diejenigen Harze, die in bekannter tfeise aus einem Gemisch von
Isophthalsäure und Fumarsäuren mit einem Molverhältnis 1:1 hergestellt werden, das mit Polypropylenglykol umgesetzt wird.
Als Vernetzungsmonomeres für das resultierende ungesättigte
Polyesterharz wird Diallylphthalat verwendet. Das vollständige Harz besitzt ein durchschnittliches Molekulargewicht zwischen
3000 und 3500. Zuzüglich können geringe Mengen, d.h. 5 bis 10 Gew.56, Hexamethylmethoxymelamin dazu eingesetzt werden,
um die Copolymerisation zu unterstützen. Naturgemäß enthalten die Gemische von ungesättigten Polyesterharzen und Vernetzungsmonomeren,
wie bekannt ist, vorzugsweise geeignete Katalysatoren wie Peroxyverbindungen und Beschleuniger sowie Fließkontrollmittel.
Das polymerisierbare ungesättigte Polyesterharz wird auf die Bahn, die das Rand- bzw. Kantenmaterial gemäß der Erfindung
bildet, nach geeigneten Aufbringungsweisen aufgebracht, z.B. durch Tauchen, Beschichten und durch andere Methoden zur Abmessung
einer Lösungsmittellösung des Harzes. Geeignete Lösungsmittel für das Harz können diejenigen Sein, die für
Überzugszwecke verwendet werden, wie die verschiedenen Ketone und Ester mit Einschluß von Aceton, Äthylketon, Äthylacetat
und Butylacetat sowie aromatische Lösungsmittel wie Benzol, Toluol und Xylol. Die Viskosität und der Gehalt an Harzfest-
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stoffen des Lösungsmittelsystems werden für die vollständige Sättigung und Harzaufnahme eingestellt. Die Bahn kann an der
Oberfläche mit dem Polyesterharz beschichtet oder damit gesättigt werden. Ungeachtet der Aufbringungsmethode wird es
bevorzugt, was aber nicht erforderlich ist, daß mehr Harz auf die dekorative Seite der Papierbahn als auf ihre Rückseite
aufgebracht wird. Die Bahn wird sodann bei Temperaturen getrocknet, die hoch genug sind, um im wesentlichen alle flüchtigen
Bestandteile zu entfernen und das Polyesterharz permanent zu polymerisieren oder auszuhärten.
Wie bereits zum Ausdruck gebracht, hängt das erfindungsgemäße Rand- bzw. Kantenmaterial nicht von der Verwendung eines besonderen
polymerisierbaren, ungesättigten Polyesterharzes ab. Für den Fachmann wird ersichtlich, daß jedes beliebige Polyesterharz
dazu verwendet werden kann, um die die oberste Schicht der erfindungsgemäßen Randmaterialien bildende Bahnen
zu sättigen, solange das Harz bei praktisch verwendeten Temperaturen und Zeiten härtbar ist. Ein geeignetes, handelsübliches
Polyesterharz ist Polylite 93-516 von Reichhold Chemical Company. Ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt
werden soll, wird ein isophthalartiges, ungesättigtes Polyesterharz bevorzugt.
Eines der Hauptprobleme, dem man bei Randmaterialien sowie bei Laminaten im allgemeinen begegnet, ist die Herstellung
einer guten Adhäsion mit dem Kernmaterial. Obgleich eine zufriedenstellende Verklebung mit einem starren Kernmaterial
mit dem beschriebenen, mit Polyester imprägnierten Papier erhalten werden kann, sieht doch ein weiterer Gesichtspunkt
dieser Erfindung ein Produkt mit noch besseren Adhäsionseigenschaften vor. Bei dieser Ausführungsform wird eine nichtgewebte
Bahn von spinngebundenen Polyesterfasern auf die Rückseite der mit dem Polyesterharz imprägnierten Bahn aufgebunden,
bevor der Heißschmelzkleber aufgebracht wird. Diese nicht-gewebten Bahnen werden beispielsweise aus Bahnen von
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Polyesterfasern mit kontinuierlichen Fäden erhalten, die willkürlich
angeordnet, hochdispergiert und an der Fadenverbindung verbunden sind. Sie können entweder aus geraden oder aus
gekräuselten Fasern hergestellt werden. Ein solches Produkt wird unter dem v/arenzeichen "Reemay" von DuPont vertrieben.
Die Verwendung von nicht-gewebten Polyesterbahnen, die auf die Rückseite der mit dem Harz imprägnierten Papierbahn aufgebunden
werden, gibt dem Streifenmaterial weiterhin eine Flexibilität, wodurch vermieden wird, daß es beim Aufwinden
oder wenn es um eine Ecke angewendet wird rissig wird.
Nach dem Härten wird die mit dem Polyesterharz imprägnierte
Bahn durch eine Klebstoffaufbringvorrichtung geleitet, in
welcher auf die eine Seite der Bahn ein Heißschmelzkleber aufgetragen wird. Es kann jede beliebige übliche Klebstoffauftragvorrichtung
verwendet werden. Besonders gute Ergebnisse können mit einer Gravurwaise erhalten werden, welche ein
offengewebiges Muster mit 10 bis 12/U Dicke ergeben. Der Heißschmelzkleber
wird gewöhnlich mit einem Verhältnis von 0,05 bis 0,45 kg (0,1 bis 1,0 pounds) Schmelzkleber je 0,93 m
(10 ,square feet) υ es imprägnierten Papiers aufgebracht. Die
Be.'-.'chichtungstemperatur hängt von dem jeweilig verwendeten
Heißßchmelzklebersystem ab.
Die in Betracht gezogenen Heißschmelzkleber oder Klebstoffe
enthalten diejenigen Kleber von den bekannten Heißschmelzklebsystemen wie Polyamiden, Äthylen-Vinylacetat und Poly—
vinylacetaten. Der verwendete Heißschmelzkleber ist kritisch. Der Heißschmelzkleber muß eine hohe Viskosität, d.h. mehr
als 60 000 cP bei -..000C haben. Die Heißschmelskleber mit hoher
Viskosität sind notwendig, um eine zufriedenstellende Adhäsion zu ergeben. Sie werden bei Temperaturen von 204 bis 232 0
(400 bis 45O0T) auf^pbraeht. Dadurch, daß der Heißschmelzkleber
die Fähigkeit hat, auf die Kanten bzw. Ränder mit einer hohen Temperatur aufgebracht zu werden, trocknet der
Heißßclimelrrkleber in Sekunden zu einer dichten Verbindung.
9 Ö 3 ü/η 9 96
Zur Verwendung eines Randmaterials bei 2O4°C (40O0P) und mehr
ist es erforderlich, eine mit einem Polyester imprägnierte Bahn zu haben, da die üblicheren Melaminharζsysteme bei diesen
hohen Temperaturen zerstört werden. Diese Heißschmelzsysteme können zusätzlich zu dem Harz noch Weichmacher und
Streckmittel enthalten. Beispiele für Polyamid-Heißschmelzsysteme sind "Emery 3749" von Emery Industries und "Foral 85"
von Hercules Powder Company. Beispiele für Polyvinylacetatsysteme sind "Gelva V" von Monsanto Company. Der bevorzugte
Heißschmelzkleber ist ein Heißschmelzkleber mit hoher Viskosität, der ein pigmentgestrecktes, harzmodifiziertes Äthylen-Vinylacetat-Copolymeres
ist. Diese Heißschmelzkleber haben z.B. eine Viskosität bei 2000C von 75 000 bis 100 000 cP,
einen Schmelzpunkt nach der Ring-und Kugel-Methode von 97 bis 1000C und einen Penetrameter-tfert, 150 g bei 25°0, von
6,0 bis 8,0. Ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymeres als Heißs'chmelzkleber, das für das erfindungsgemäße Material eine
zufriedenstellende Adhäsion ergibt, ist das Produkt "P-350 High Viz" von Pierce and Stevens Chemical Corporation.
Das Rand- bzw. Kantenmaterial wird nach Beschichtung mit dem Heißschmelzkleber zu Streifen zerschnitten, die im wesentlichen
so breit sind wie das zu verbindende Material, d.h. 0,95 cm (3/8") bis 2,54 cm (1 inch) oder mehr. Hiernach wird
es zu Rollen mit geeigneten Längen wie 30,5 bis 60,9 m (100 bis 200 feet) gerollt.
Das Rand- bzw. Kantenmaterial der Erfindung kann sodann mit Wärme und Druck auf alle geeigneten Substrate wie Sperrholz,
Gipsplatten, Holz, Teilchenplatten, Hartholz, Metall, !Flockenplatten, Zementasbestplatten und zusammengesetzte Platten
aufgebunden oder aufgeklebt werden. Eine besonders wirksame Aufbringungsmethode für das Material auf ein Substrat ist
unter Verwendung einer Maschine, die den Gegenstand mit einem Band versieht. Eine solche Maschine stellt eine Vorrichtung
dar, die besonders dazu geeignet ist, den Vorteil der Erfin-
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- ίο -
dung, nämlich der Verwendung eines thermoplastischen Heißschmelzklebers,
auszunutzen. Der erfindungsgemäß verwendete Heißschmelzkleber gestattet es, die Umrandungsoperation durchzuführen,
ohne daß es notwendig ist, die Unterlageschicht zu entfernen, was normalerweise "bei einem druckempfindlichen
Klebstoff erforderlich ist. Es wurde somit eine Maschine spezifisch zur Verwendung mit dem neuen Klebstoff, der sich von
den anderen verwendeten Klebstoffen grundlegend unterscheidet, entwickelt. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Randmaterial
schneller aufgebracht werden. Die Vorrichtung entwickelt einen maximalen Kontaktdruck zwischen dem Rand- bzw. Kantenmaterial
und der erhitzten Platte. Dieses Merkmal gestattet es, daß der auf die Rückseite des Bandmaterials aufgetragene
Heißschmelzkleber vollständig mit größtmöglichster Geschwindigkeit geschmolzen wird,und ermöglicht, daß der Klebstoff
bei dem Umhüllungsverfahren die längstmögliche Zeit aktiviert bleibt. Die Vorrichtung sieht auch die geeignete und kontinuierliche
Ausrichtung des Randmaterials mit den Tafelkanten und die Anwendung eines gleichförmigen Anfangsdrucks auf die
Kantenbandplatte vor, unmittelbar nachdem das Kantenband mit der rlattenkante in Berührung gebracht wird. Die Randmaterialien,
die zum Bedecken der Kernmaterialien oder der Kanten verwendet werden, haben eine Breite, die der Dicke des Kernplattenmaterials
entspricht. Ein weiterer Vorteil der Verwendung des Heißschmelzklebers auf das Kantenumhüllungsmaterial
in der erfindungsgemäß erfolgenden vifeise besteht darin, daß ein Überschuß an dem Klebstoff im wesentlichen verhindert
wird, und daß beim Erhitzen und Aufbringen auf das Kernmaterial kein Heraussickern zwischen dem Kernmaterial erfolgt.
Somit besteht keine Gefahr, daß nicht-sichtbare Verbindungen zurückbleiben.
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Claims (5)
1. Abdeckrandmaterial für die Oberflächenbedeckung der
Ränder "bzw. Kanten von starren Substraten, bestehend aus einem
vorfabrizierten Papierstreifen einer Breite, die im wesentlichen
der Dicke des Substrats gleich ist, und der mit einem Harn imprägniert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
■Streifen mit einem gehärteten, wärmehärtbaren Polyesterharz
imprägniert ist und daß er auf einer Seite mit einem Heißschmelzklober
hoher Viskosität beschichtet ist.
2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Papier eine Kraftbahn mit einem Basisgewicht von 36,3 bis 44,9 Jcg (80 bis 99 pounds) je 279 m2 (3000 square feet)
j st und daii es 50 bis 65 Gew.',"* des Polyesterharzes enthalte
3. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Papier eine £X-öellulosebahn mit einem Basisgewicht
von 29,5 bis 43,1 kg (65 bis 93 pounds) je 279 m1" ist
und daß es 50 bis 65 Gew.$>
des Polyesterharzes enthält»
4. Material nach einem der ,Ansprüche 1 bis 3» dadurch
ι .^kennzeichnet, daß der- HeiisEieiimelrskleber mit hoher Viskosität
eine Viskosität von mindestens 60 000 cP bei 2000C besitzt.
5. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Heißschmelskleber mit hoher Viskosität
ein Athylen-Vinylacetat-Oopolymeres mit einer Viskosität von zwischen 75 000 und 100 000 cP bei 2000O ist.
Material nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
^ i eh η et, daß eine Schicht von Polyesterfasern, die: an
das mit -u-ni ge hart η ten Polyesterharz imprägnierte Jppi.ej gebunden
ict, zwischen dem Papier und dem Heißsebmel kleber
ναvgerex"V: rnt.
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