DE2441564A1 - LAYER ARRANGEMENT FOR THE PRODUCTION OF A LAMINATE BY THE APPLICATION OF HIGH PRESSURE - Google Patents
LAYER ARRANGEMENT FOR THE PRODUCTION OF A LAMINATE BY THE APPLICATION OF HIGH PRESSUREInfo
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THE ORCHARD CORPORATION Oi1 AMERICA, 1154 Reco Avenue, Crestwood, Missouri 63126, (V.St.A.)THE ORCHARD CORPORATION Oi 1 AMERICA, 1154 Reco Avenue, Crestwood, Missouri 63126, (V.St.A.)
SchichtanOrdnung zur Herstellung eines Laminates ' durch Anwendung hohen DruckesLayer arrangement for the production of a laminate by applying high pressure
Die Erfindung betrifft Dekorations- oder Zierlaminate und insbesondere ein Zellulose-Fasermaterial, welches die Dekorationsschicht innerhalb derartiger Laminate bildet, wobei die Laminate Hochdrucklaminate sind.The invention relates to decorative or decorative laminates and in particular a cellulosic fiber material which is the decorative layer within such laminates forms, the laminates being high pressure laminates.
Es ist bereits bekannt, dekorative, durch Wärme-Hoch-druckbehandlung herstellbare Laminate, wie sie für Passadenelemente und ähnliche dekorative horizontale und/oder vertikale Flächenbildungen verwendet werden, dadurch herzustellen, daß eine Schutzschicht oder oine sogenannte Auflage, eine Zier- oder Druckschicht undIt is already known, decorative, by heat-high-pressure treatment manufacturable laminates, such as those used for facade elements and similar decorative horizontal and / or vertical surface formations are used, thereby producing that a protective layer or oine so-called overlay, a decorative or printed layer and
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ein darunterliegender Kern oder ein darunterliegendes Substrat verwendet werden. Die Auflage und die Zierschichten bestehen üblicherweise aus aus Alphazellulosefasern bestehendem Papier, welches mit einem MeIaminformaldehydharz oder einem modifizierten Melaminharz imprägniert ist, während der Kern normalerweise vier bis sieben Blätter aus Packpapier aufweist, die mit einem Phenolharz imprägniert sind. Die gesamte Anordnung wird, nachdem die einzelnen Schichten aufeinandergelegt worden sind, einem hydraulischen Druck ausgesetzt, wodurch die Schichten zusammenkleben oder zusammenschmelzen, sobald Druck und Temperatur hinreichend hoch sind, wodurch in der bekannten Weise das fertige Laminat entsteht.an underlying core or substrate can be used. The edition and the decorative layers usually consist of alpha cellulose fiber paper, which is coated with a melamine formaldehyde resin or a modified melamine resin is impregnated, while the core is normally has four to seven sheets of wrapping paper impregnated with a phenolic resin. The whole arrangement is exposed to hydraulic pressure after the individual layers have been laid on top of one another, causing the layers to stick or fuse together as soon as pressure and temperature are sufficient are high, resulting in the finished laminate in the known manner.
Die Verwendung von Alphazellulosefaserpapier für die Zier- oder Druckschicht oder das entsprechende Blatt hat bei der Laminatfertigung verschiedene Probleme aufgeworfen. Ein derartiges Papier hat ein Grundgewicht, welches relativ hoch ist.und in der Größenordnung von etwa 99 bis 210 ks;/300 m2 (zwischen 45 und 95 US-Pfund/ 5.000 Fuß2) liegt, wobei die Dichte verhältnismäßig niedrig ist. Ein derartiges Papier muß Jedoch mit Harzen des Melamintyps imprägniert werden, bei denen das Trocken-Harzgewicht gleich dem Gewicht des Papier ist, so daß also beispielsweise 75 kg Alphazellulosepapier die Zugabe von 65 kg Trockenharz erfordern. . Die Kosten derartiger Materialien sowie die Kosten der Imprägnierungsverfahren sind beträchtlich und spielen wegen des Gesamtgewichtes eine beträchtliche Rolle. Die imprägnierten Alphazellulosepapiere führen außerdem nicht zu glatten Druck-Oberflächen. Es ist daher noch keine Dekorati ons schi chi; mit einem Gewicht bekannt, welches lediglich einen geringen Prozentsatz der Alphazel-The use of alpha cellulose fiber paper for the decorative or printing layer or sheet has posed various problems in laminate manufacture. Such paper has a basis weight which is relatively high and on the order of about 99 to 210 ks; / 300 m 2 (between 45 and 95 US pounds / 5,000 feet 2 ) with a relatively low density. However, such a paper must be impregnated with resins of the melamine type in which the dry resin weight is equal to the weight of the paper, so that for example 75 kg of alpha cellulose paper requires the addition of 65 kg of dry resin. . The cost of such materials, as well as the cost of the impregnation processes, are significant and play a significant role because of the overall weight. The impregnated alpha cellulose papers also do not lead to smooth printing surfaces. It is therefore not yet a decoration schi chi; known with a weight which is only a small percentage of the alpha cell
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lulose ausmacht und keine Imprägnierung erfordert·lulose and does not require impregnation
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für die Verwendung als Dekorations- oder Druckschicht in Hochdrucklaminaten verwendbares Papier zu schaffen, welches keine vorherige Harzimprägnierung zum Einbau in die Laminats truktur erfordert, wobei jedoch bei der Laminatbildung zur Erzielung der gewünschten mechanischen Festigkeit eine Harzdurchdringung möglich sein solli Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Schichtanordnung gelöst, welche gekennzeichnet ist durch die Dekorationsschicht, die einen dünnen, flexiblen Körper aus faserigem Zellulosematerial mit einer bedruckten Seite und einer Rückseite aufweist, wobei das Material unimprägniert ist, eine niedrige scheinbare Dichte, ein niedriges Basisgewicht sowie eine relativ hohe Porosität aufweist. Ebenfalls bildet den Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Laminates auf der Grundlage einer derartigen Schichtanordnung sowie die Zusammensetzung der Dekorationsschicht und der einzelnen anderen Schichten selbst.The invention is based on the object of creating a paper which can be used as a decorative or printing layer in high pressure laminates does not require prior resin impregnation for incorporation into the laminate structure, but does so during laminate formation resin penetration should be possible to achieve the desired mechanical strength According to the invention, this object is achieved by a layer arrangement solved, which is characterized by the decorative layer, which consists of a thin, flexible body having fibrous cellulose material with a printed side and a back, the material being unimpregnated is low apparent density, low basis weight, and relatively high porosity having. The subject matter of the invention is also a method for producing a laminate on the basis of such a layer arrangement as well as the composition of the decorative layer and the individual other layers themselves.
Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, als Papier für die Dekorations- oder DruckscMcht in einem Hoohdrucklaminat ein Papier zu verwenden, welches eine niedrige scheinbare Dichte und ein niedriges Basisgewicht aufweist, mit gleichzeitig relativ hoher Porosität, wobei es jedoch gleichzeitig dünn, flexibel und leicht zu handhaben ist.According to the invention it is therefore proposed as paper for decoration or printing in a high-pressure laminate to use a paper which has a low apparent density and a low basis weight has, at the same time relatively high porosity, but at the same time it is thin, flexible and is easy to use.
Dabei wird ein Papier der beschriebenen Art vorgeschlagen, welches sich für den angegebenen Anwendungszweck eignet,und wesentlich billiger ist als Alphazellulosepapier, wobei dessen Verwendung gleichzeitig keine A paper of the type described is proposed which is suitable for the stated application suitable, and is significantly cheaper than alpha cellulose paper, although its use is not at the same time
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Harzimprägnierung erfordern soll, so daß sich beträchtliche wirtschaftliche Vorteile "bei der Laminat hers teilung durch die Verwendung des Papiers ergeben.Resin impregnation should require, so that considerable economic advantages "in laminate production resulting from the use of the paper.
Weiterhin betrifft die Erfindung die Herstellung eines Hochdrucklaminates unter Verwendung einer Dekorationsoder Druckschicht, die im wesentlichen aus einem gebleichten Packpaier besteht, dessen Faserbildung zu einer vergrößerten Schichtstärke und zu einer verläßlichen Verbindung mit der Auflage und dem Kern führt, woraus sich eine hohe Festigkeit, Zähigkeit und Härte des Laminates ergeben.The invention also relates to the production of a high-pressure laminate using a decorative or printing layer which is essentially made of a bleached layer Packing paper consists, the fiber formation of which leads to an increased layer thickness and a reliable one Connection with the support and the core results in high strength, toughness and hardness of the laminate.
Durch die Erfindung wird weiterhin ein Hochdrucklaminat geschaffen, y/elches eine optimale durchgehende Gesamtstärke aufweist, gegen Entleimung, Abbröckeln, Rißbildung, Abnutzung durch Alterung und dergleichen beständig ist und sich für allgemeine Zwecke eignet. Dabei ist auch eine nachträgliche Verformung möglich.The invention furthermore creates a high pressure laminate, y / elches an optimal continuous overall strength resistant to de-glueing, crumbling, cracking, wear and tear due to aging and the like and is suitable for general purposes. Subsequent deformation is also possible.
Weiterhin wird durch die Erfindung vovteiHhafterweise ein Hochdrucklaminat geschaffen, bei dem als Dekorationsoder Druckschicht ein Papier verwendet wird, welches mit einer dünnen Harzbeschichtung auf einer Seite versehen ist, die sich dazu eignet, eine Verbindung zwischen dem Kernstapel und der Dekorationsschicht zu schaffen, wobei jedoch das Hindurchdringen des Kernharzes und des Auflagenharzes während des Laminierungsprozesses nicht verhindert werden.Further, vo vt eiHhafterweise a high-pressure laminate created, in which a decoration or printing layer, a paper is used which is provided on one side with a thin resin coating, which is suitable to create a connection between the core stack and the decorative layer by the invention, wherein however, the penetration of the core resin and the clad resin cannot be prevented during the lamination process.
In vorteilhafter Weise wird weiterhin ein Faserzellulose-Schichtmaterial oder ein derartiges, sogenanntes Papier zur Verwendung als Dekorations- oder Druckschicht bei der Herstellung von Hochdrucklaminaten vorgeschlagen,A fiber cellulose layer material is also advantageously used or such a so-called paper for use as a decorative or printing layer proposed for the manufacture of high pressure laminates,
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welches eine relativ verbesserte Bedruckbarkeit aufweist, die größer ist als bei den bisher verwendeten Alphazellulosepapieren. Dabei ist eine Kalendrierung oder eine andere vorhergehende Vorbereitung zum Drucken mit ausgezeichneter Detailklarheit möglich, wobei alle bekannten Druckverfahren angewendet werden können, einschließlich der Rotogravur.which has a relatively improved printability, which is larger than the alpha cellulose papers used to date. There is also a calendar or other preliminary preparation for printing with excellent clarity of detail possible, all of which known printing processes can be used, including rotogravure.
Schließlich bildet den Gegenstand der' Erfindung noch ein Hochdrucklaminat mit einem dünnen, fasrigen Zellulosepapier, welches eine Dekorationsschicht bildet, wobei das Zellulosepapier nicht imprägniert ist, Das Laminat erfüllt die industriellen Anforderungen für konventionelle oder Zierlaminate.Finally forms the subject of the 'invention a high-pressure laminate with a thin, fibrous cellulose paper, which forms a decorative layer, whereby the cellulose paper is not impregnated. The laminate meets the industrial requirements for conventional or decorative laminates.
Zusammenfassend läßt sich also nochmals feststellen, daß die Erfindung in vorteilhafter Weise ein Dekorationspapier zur Anordnung zwischen der mit einem MeIaminharz imprägnierten Auflage und dem mit einem Phenolharz imprägnierten Kern eines Hochdrucklaminates betrifft. Das Papier ist relativ dünn, flexibel und nicht imprägniert und besteht aus Zellulose-Fasermaterial mit niedriger scheinbarer Dichte, einem niedrigen Basisgewicht und einer hohen Porosität bei gleichzeitig einheitlicher Faserformation. Eine dünne Harzschicht kann auf eine Seite, vorzugsweise auf die Rückseite, der Dekorationsschicht aufgebracht sein.In summary, it can be stated again that the invention is advantageously a decorative paper for arrangement between the layer impregnated with a melamine resin and that with a phenolic resin Impregnated core of a high pressure laminate concerns. The paper is relatively thin, flexible and not impregnated and consists of cellulose fiber material with low apparent density, low basis weight and high porosity while being more uniform Fiber formation. A thin resin layer can be on one side, preferably on the back, of the decorative layer be upset.
Allgemein wird also durch die Erfindung vorgeschlagen, ein faserförmiges Zellalosematerial in Schicht- oder Blattform, auf welches im folgenden als "Papier" Bezug genommen wird, von niedriger scheinbarer Dichte zu verwenden, wobei das Basisgewicht niedrig una die Porosität hoch sind. Andere physikalische Charakte-In general, it is proposed by the invention, a fibrous cellulose material in layer or Sheet form, hereinafter referred to as "paper", of low apparent density should be used, the basis weight being low and the porosity being high. Other physical characters
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ristiken werden noch angegeben. Dieses Papier wird als Dekorations- oder DruckscMcht in einer Schichtanordnung zur Herstellung eines Hochdrucklaminates verwendet.statistics are still to be given. This paper is used for decoration or printing in a layered arrangement used to manufacture a high pressure laminate.
Das Blattmaterial nach der Erfindung hat ein niedriges Basisgewicht innerhalb eines Bereiches von etwa 4,5 bis 12 kg (10 bis 25 US-Pfund), also deutlich weniger als^ der Bereich von 20 bis 42 kg (45 bis 95 US-Pfund) für Alphazellulosepapier. Zusätzlich ist bei diesem Schichtmaterial keine Imprägnierung erforderlich, so daß das niedrige Basisgewicht das Gesamtgewicht darstellt, im Unterschied zu Alphazellulosepapier, welches eine Imprägnierung beispielsweise durch ein Melaminharz im Verhältnis 1 ; 1 erfordert, wodurch das Gewicht des imprägnierten Papiers wesentlich größer ist als beim erfindungsgemäß verwendeten leichtgewichtigen Papier. Gebleichtes Packpapier ist beispielsweise ein Material, welches die gewünschten Eigenschaften aufweist, da es das geforderte Verhältnis zwischen Weichholz-und Hartholzfasern besitzt. Hinsichtlich kritischer Eigenschaften des Papiers wird angemerkt, daß dieses eine Bedruckbarkeit aufweist, die wesentlich größer ist als die von Alphazellulosepapier, welches bisher als Material der Wahl zur Herstellung von Dekorations- oder Druckschichten bei Hochdrucklaminaten zur Verfügung stand.The sheet material of the invention has a low basis weight within a range of about 4.5 to 12 kg (10 to 25 pounds), which is significantly less than ^ the range from 20 to 42 kg (45 to 95 pounds) for Alpha cellulose paper. In addition, no impregnation is required with this layer material, so that the low basis weight represents the total weight, in contrast to alpha cellulose paper, which is an impregnation for example by a melamine resin in the ratio 1; 1 required, reducing the weight of the impregnated Paper is much larger than the lightweight paper used according to the invention. Bleached Wrapping paper is, for example, a material that has the desired properties because it the required ratio between softwood and hardwood fibers owns. With regard to critical properties of the paper, it is noted that this is printability has, which is much larger than that of alpha cellulose paper, which was previously used as the material of Choice for the production of decorative or printing layers for high pressure laminates was available.
Das Papier nach der Erfindung ist nicht imprägniert, d.h., im Gegensatz zu der herkömmlichen Dekorationsschicht wird diese keiner vorherigen Imprägnierung durch ein Melaminformaldehydharz unterworfen, sondern sie wird in nicht-imprägnierten Zustand in die Schichtanordnung eingefügt. Wegen seiner verschiedenen, gegenseitig voneinander abhängenden Eigenschaften hat einThe paper according to the invention is not impregnated, i.e., unlike the conventional decorative layer, it does not require any prior impregnation subjected by a melamine formaldehyde resin, but instead it is in the non-impregnated state in the layered arrangement inserted. Because of its different, mutually dependent properties, a
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derartiges Papier eine Porosität und demzufolge eine Absorptionsfähigkeit, welche es ermöglicht, daß das Melaminharz in der Auflageschicht und das Phenolharz im Substrat während des Schmelzens hindurehsickerii, wodurch sich ein fester Einbau des Papiers im Laminat ergibt, ohne daß auf die spezielle Dekoration oder den Druck des Papiers ein nachteiliger Einfluß ausgeübt wird. Das erfindungsgemäße Papier ist im wesentlichen dünn und hat daher ein niedriges Basisgewicht, wodurch sich zusammen mit den anderen Eigenschaften des Papiers andere Eigenschaften, wie Porosität, Flexibilität, Zusammenhalt und dergleichen ergeben, die bisher nicht· verwirklicht werden konnten.such paper has a porosity and consequently an absorbency which enables the Melamine resin in the overlay layer and the phenolic resin in the substrate during melting hindurehsickerii, which results in a permanent installation of the paper in the laminate without affecting the special decoration or an adverse influence is exerted on the pressure of the paper. The paper according to the invention is in substantially thin and therefore has a low basis weight, which, together with the other properties of the paper, result in other properties such as porosity, Flexibility, cohesion and the like result, which could not previously be realized.
Faserzellulosematerial mit den genannten Eigenschaften hat eine beträchtliche Aufnahmefähigkeit für Tinte zur Herstellung von Drucken hoher Wiedergabetreue und läßt sich vorbehandeln, um eine ausgezeichnete Bedruckbarkeit sicherzustellen, beispielsweise durch Kalendrierung oder durch maschinelle Beschichtung oder durch anderweitiges Füllen und Glätten der Druckfläche.Fibrous cellulose material with the properties mentioned has a considerable capacity for ink absorption Produces prints with high fidelity and can be pretreated for excellent printability ensure, for example by calendering or by machine coating or by otherwise filling and smoothing the printing surface.
Das erfindungsgemäße Papier kann auf einer Seite, vorzugsweise auf seiner Rückseite, beschichtet werden,, und zwar mit einer dünnen Schicht aus bestimmten Harzen, wie weiter unten noch beschrieben wird, um die Haftfestigkeit des Papiers bezüglich des Kernes und so den Einbau des Papiers in das Laminat zur Erzielung einer hohen Zwischenschichten-Bindefestigkeit zu verbessern. Derartige Harze sind innerhalb der Dekorationsschicht nicht imprägniert und sind also in diese· nicht eingedrungen. The paper according to the invention can preferably be on one side on its back, to be coated, with a thin layer of certain resins, such as It is described further below about the adhesive strength of the paper with respect to the core and so the installation of the paper into the laminate for high interlayer bond strength. Such resins are not impregnated within the decorative layer and therefore have not penetrated into it.
Gegenstand der Erfindung bildet also ein faserförmigesThe invention thus forms a fibrous one
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Blattmaterial zur Verwendung als Dekorationsschicht bei Hochdrucklaminaten, zusammen mit den konventionellen Komponenten derartiger Laminate, beispielsweise nämlich imprägnierter Alphazellulosepapiere, imprägniert mit Melaminharz, oder dergleichen als Auflage und einem Kern oder einem Substrat, welches aus einer Vielzahl· von Blättern oder Packpapierlagen besteht, die mit einem Phenolharz imprägniert (getränkt) sind. Es hat sich herausgestellt, daß ein Papier, welches für die Dekorationsschicht eines Laminates geeignet ist und die erforderliche Porosität zum Hindurchdringen der Harze des Kernes und der Auflage während des Schmelzprozesses aufweist, ohne daß eine vorherige Imprägnierung der Schicht erforderlich wäre, wobei außerdem zur Verbesserung des ästhetischen Aussehens die Druckfähigkeit noch·verbessert werden soll und wobei dieses Papier gleichzeitig relativ dünn sein soll, wobei also nicht nur die hotwendige Festigkeit, sondern auch die gewünschte Flexibilität zur Sicherstellung des strukturellen Zusammenhangs und der Funktionseigenschaften des resultierenden Laminats gewährleistet sein sollen, eine Vielzahl von voneinander abhängigen physikalischen Eigenschaften aufweisen muß. Die Kombination derartiger Eigenschaften ist kritisch, da eins lediglich zufällige Verwirklichung von nicht allei erforderlichen Eigenschaften kein Papier er^be, das sich für die Verwendung bei Hochdrucklaminaten eignete.Sheet material for use as a decorative layer in high pressure laminates, along with the conventional ones Components of such laminates, for example, namely impregnated alpha cellulose papers, impregnated with Melamine resin, or the like as a support and a core or a substrate, which consists of a multitude of consists of sheets or layers of wrapping paper that are impregnated (soaked) with a phenolic resin. It has it turned out that a paper which is suitable for the decorative layer of a laminate and the porosity required for the core and pad resins to penetrate during the melting process without prior impregnation of the layer would be required, and also to improve the aesthetic appearance, the printability still · to be improved and this paper should at the same time be relatively thin, thus not only the necessary strength, but also the desired flexibility to ensure the structural Relationship and the functional properties of the resulting laminate should be guaranteed, a Must have a variety of interdependent physical properties. The combination of such properties is critical as one is merely accidental realization no paper which is suitable for use can inherit from not all the necessary properties suitable for high pressure laminates.
Das erfindungsgemäße Papier, welches ein niedriges Basisgewicht aufweist, erfordert keine Imprägnierung und weist nur einen Bruchteil des Gewichtes der herkömmlichen imprägnierten Papiere auf, die ein mittleres Basisgewicht von etwa 32 kg (65 US-Pfund) aufweisen und ein ähnliches Gewicht von Imprägnierungsharz erfordern. Die Dicke desThe paper of the invention, which has a low basis weight does not require any impregnation and is only a fraction of the weight of conventional impregnated Papers having an average basis weight of about 32 kg (65 pounds) and the like Require weight of impregnation resin. The thickness of the
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erfindungsgemäßen Papiers liegt' im Bereich, von 1 bis 3 Mil.paper according to the invention is in the range from 1 to 3 mil.
Unter den wesentlichen charakteristischen Eigenschaften des derartigen Materials spielt die Porosität (Gurley-Skala) von 1 bis 15 sec/100 ml eine beträchtliche Rolle, woraus sich eine relativ hohe Porosität ablesen läßt, insbesondere im Verhältnis zur Porosität der herkömm— licherweise verwendeten Papiersorten, die relativ dick sind, wobei sich auf der Gurley-Skala eine Porosität von 16 bis 22 sec/100 ml ergibt. Wie oben ausgeführt, wirken die verschiedenen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Papiers in synergistischer Weise als Kombination zusammen, wodurch sich insgesamt die Möglichkeit ergäbt, eine Imprägnierung, wie sie bei den herkömmlicherweiseverwendeten Papieren notwendig ist, zu vermeiden. Für eine optimale Laminatfestigkeit muß die Dekorationsschicht die Harze aus der Auflage und den Kern absorbieren, um so zu einer härtbaren Klebeverbindung zwischen den einzelnen Schichten zu führen. Das Zellulosematerial niedriger Porosität würde das Laminat nicht zu verstärken versuchen, vielmehr würde dieses ansonsten ,eine geringere innere Festigkeit als der Rest der Laminatschichten aufweisen.Among the main characteristic properties of such a material, the porosity (Gurley scale) from 1 to 15 sec / 100 ml a considerable role, from which a relatively high porosity can be read off, especially in relation to the porosity of the conventional Licherweise used types of paper that are relatively thick, with a porosity on the Gurley scale results in from 16 to 22 sec / 100 ml. As stated above, the various properties of the invention act Paper in a synergistic way as a combination, which would result in the overall possibility of to avoid impregnation, as is necessary with the conventionally used papers. For For optimal laminate strength, the decorative layer must absorb the resins from the overlay and the core, so as to lead to a hardenable adhesive bond between the individual layers. The cellulosic material low porosity would not try to reinforce the laminate, it would otherwise , have lower internal strength than the rest of the laminate layers.
Eine andere kritische Eigenschaft des erfindungsgemäßen Papiers besteht in der niedrigen,scheinbaren Dichte, welche im Bereich von 0,5 bis 1,0 gr/m liegt. Diese Eigenschaft ist ein Maß für den Massivcharakter des Papiers, wobei eine niedrige scheinbare Dichte das Hindurchdringen der Harzschmelze während der Laminatbildung ermöglicht. Hierdurch ergibt sich eine verbesserte Festigkeit, wobei zu beachten ist, daß im Gegensatz hierzu ein Papier mit relativ hoher schein-Another critical property of the invention Paper consists in the low, apparent density, which is in the range of 0.5 to 1.0 gr / m. These Property is a measure of the solid nature of the paper, with a low apparent density being the Permeation of the resin melt during the laminate formation. This results in an improved Strength, whereby it should be noted that, in contrast, a paper with a relatively high apparent
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barer Dichte nicht so leicht Harz aufnimmt, so daß sich also die gewünschte Laminatfestigkeit nicht in hinreichender Weise ergibt.bar density does not absorb resin so easily, so that the desired laminate strength is not in sufficiently results.
Eine· andere notwendige Eigenschaft ist die spezielle Berstfestigkeit, welche mit der Zähigkeit der Fasern des Materials bei der Beaufschlagung durch Streckkräfte senkrecht zur Papier-Oberfläche zusammenhängt. Je fester das Papier ist, desto fester ist das fer-^ · tige Laminat, da das Papier als in die Melaminharz-Phenolharz-Zwischenfläche eingebettetes Yerstärkungsteil dient. Die Berstfestigkeit des erfindungsgemäßen Papiers ist größer als diejenige herkömmlicher Papiere und liegt im Bereich von 0,6 bis 1,5 Punkten pro US-Pfund, verglichen mit 0,4 Punkten pro Pfund für die bisher verwendeten Papiere. Der Ausdruck "Punkte pro Pfund" ist einfach eine handhabbare Einheit,- welche aus einer Betrachtung von US-Pfund pro Square Inch pro Gewichtseinheit gewonnen wird.Another necessary property is special Burst strength, which is related to the toughness of the fibers of the material when subjected to stretching forces perpendicular to the paper surface. The tighter the paper, the tighter the fer- ^ term laminate, since the paper serves as a reinforcement part embedded in the melamine resin-phenolic resin interface. The burst strength of the invention Paper is larger than that of conventional papers and is in the range of 0.6 to 1.5 points per pound, compared to 0.4 points per pound for the papers previously used. The phrase "points per Pound "is simply a manageable unit - which comes from looking at US pounds per square inch is obtained per unit weight.
Das Basisgewicht des erfindungsgemäßen Papiers liegt im Bereich von 10 bis 25 Pfund/ 3.000 Fuß , also beträchtlich niedriger als die 65 Pfund für denselben Flächenbereich bei herkömmlichen Papieren.The basis weight of the paper of the present invention is in the range of 10 to 25 pounds / 3,000 feet, which is substantial lower than the 65 pounds for the same surface area on conventional papers.
Die Bedruckbarkeit des erfindungsgemäßen Papiers läßt sich in ihrer Qualität durch herkömmliche Papiere nicht erreichen und ermöglicht einen klaren, deutlichen Druck, mit hoher Detailspezifität und hoher Reproduktionswiedergabetreue, wie sie bisher nicht erzielt werden konnten. Derartige Druckeigenschaften resultieren von den für das erfindungsgemäße Papier charakteristischen und einzigartigen Eigenschaften. Es ist zu beachten, daß das er-The quality of the paper according to the invention cannot be printed on by conventional papers achieve and enables a clear, distinct print, with high detail specificity and high reproduction fidelity, as they could not be achieved so far. Such printing properties result from the paper according to the invention characteristic and unique properties. It should be noted that the
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findungsgemäße Papier ein geringeres Gewicht, jedoch eine größere Festigkeit pro Gewichtseinheit aufweist als die herkömmlichen Papiere und, obwohl es dünn und flexibel ist, die Anwendung eines Versteifungsmittels, wie beispielsweise eines Harzes, zur Durchführung des Druckes nicht erfordert, so daß also konventionelle Drucktechniken ohne Vorbehandlung bei dem erfindungsgemäßen Papier verwandt werden können.inventive paper is lighter in weight, however has a greater strength per unit weight than the conventional papers and, although it is thin and is flexible, the use of a stiffening agent such as a resin to carry out the Printing is not required, so that conventional printing techniques without pretreatment in the case of the invention Paper can be used.
Ebenfalls ist die Faserformation des Papiers kritisch, da diese zusammen mit den anderen Eigenschaften die Laminierungsfähigkeit sowie die Bedruckbarkeit des Materials beeinflußt. Die verhältnismäßig einheitliche Verteilung der Fasern durch das Papier ergibi; die ge-, wünschte Festigkeit in der gesamten Papieroberfläche, welche verhältnismäßig lochfrei ist. Papieiemit einer Faserbildung in den weiter unten angegebenen Grenzen lassen sich zur Feinbehandlung kalendrieren und nehmen besser Tinte auf als dies bei den bisher für Hochdrucklaminate verwendeten Papieren der Fall war. Die geforderten Faserverhältnisse sind wie folgt:The fiber formation of the paper is also critical, because this, together with the other properties, increases the lamination ability and printability of the material influenced. The relatively uniform distribution of the fibers through the paper results in; the GE-, Desired strength in the entire paper surface, which is relatively free of holes. Paper with one Fiber formation within the limits given below can be calendered and taken for fine treatment ink better than was the case with the papers previously used for high-pressure laminates. the Required fiber ratios are as follows:
Weichholz 15 bis 80%Softwood 15 to 80%
Hartholz 20 bis 85%. 'Hardwood 20 to 85%. '
Typische geeignete Weichholze sind Douglas Fir, True Fir, Spruce, Jack Pine, Lodgepole Pine, Ponderosa Pine und Redwood. Geeignete Harthölzer sind Ash, Basswood, Beech, Birch, Gum Maple, Oak, Yellow Poplar und Populus Sp. Derartige Fasern haben relativ große Anteile von Faserschnitten und Fibrillierungen. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß das Schneiden von Fasern eine dichtere Papierformation ergibt. Durch Fibrillierung der Fasern werden diese an ihren dünnen Wandungen gebrochen, wo-Typical suitable softwoods are Douglas Fir, True Fir, Spruce, Jack Pine, Lodgepole Pine, and Ponderosa Pine Redwood. Suitable hardwoods are Ash, Basswood, Beech, Birch, Gum Maple, Oak, Yellow Poplar and Populus Sp. Such Fibers have relatively large proportions of fiber cuts and fibrillation. It turned out that that the cutting of fibers results in a denser paper formation. By fibrillation of the fibers if these are broken at their thin walls, where-
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durch fadenförmige Elemente freigesetzt oder aber, mit anderen Worten, Fibrillen erzeugt werden. Letztere haben einen geringeren Durchmesser als die unbehandelte Paser und sind daher flexibler und verfilzen besser miteinander. Dies ermöglicht die Ausbildung einer größeren Anzahl von Kontaktpunkten zwischen Faser und Faser, wodurch wiederum eine größere Festigkeit erzielt und die Möglichkeit der Ausbildung von Löchern verringert wird. Gebleichtes Packpapier ist ein Beispiel für ein derartiges Papier, welches die erforderlichen Verhältnisse zwischen Weichholzfasern und Hartholzfasern in den oben angegebenen Grenzen aufweist.released by thread-like elements or, in other words, fibrils are generated. Latter have a smaller diameter than the untreated fibers and are therefore more flexible and tangle together better. This allows the formation of a larger number of contact points between fiber and fiber, thereby in turn, greater strength is achieved and the possibility of holes being formed is reduced. Bleached packing paper is an example of such a paper that has the required proportions between softwood fibers and hardwood fibers within the limits given above.
In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen ist zu beachten, daß das erfindungsgemäße Papier kritische Eigenschaften hinsichtlich scheinbarer Dichte, Berstfestigkeit, Porosität, Basisgewicht, Glätte und Faserbildung aufweist, welche alle gemeinsam in Kombination synergistisch die Erzielung eines befriedigenden Laminates ermöglichen, wobei die Druck-, Rückwikkel-„ Blattbildungs- und Auflegeeigenschai'ten in bisher bei üblichen imprägnierten Alphazellulosepapieren, wie sie für Dekorationsschichten verwendet wurden, nicht erzielbarer Weise verbessert werden«, Durch die Verwendung, dieses Papiers v/erden beträchtliche wirtschaftliche Vorteile erzielt.In view of the above, it should be noted that that the paper according to the invention has critical properties in terms of apparent density, burst strength, Porosity, basis weight, smoothness and fiber formation, all of which come together in combination synergistically enable the achievement of a satisfactory laminate, whereby the pressure, reverse winding " Sheet-forming and lay-on properties in conventional impregnated alpha cellulose papers, how they were used for decorative layers, unachievable way to be improved «, By the Use of this paper yields considerable economic benefits.
Bei der tatsächlichen Verwendung des erfindungsgemäßen Papiers, also bei der Herstellung von Hochdrucklaminaten, entspricht das Verfahren im wesentlichen "demjenigen, welches in der Industrie seit Jahren angewandt wird, wobei also die Dekorationsschicht oder die Druckschicht auf einen konventionellen, mit. einem Phenolharz imprägnierten oder getränkten Kern aufgelegt und schließ-In the actual use of the paper according to the invention, i.e. in the production of high-pressure laminates, the procedure essentially corresponds to "the one which has been used in industry for years, i.e. the decorative layer or the printing layer to a conventional one, with. placed on a phenolic resin impregnated or soaked core and
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lieh hierauf eine als Schutzschicht dienende Auflage, die mit einem Melamintypharz imprägniert ist, aufgelegt wird. Der so gebildete Stapel wird dann zwischen die polierten Metallplatten einer hydraulischen Presse gebracht, welche dann geschlossen wird, wobei ein derartiger Druck und eine derartige Hitze aufgebracht werden, und zwar für eine geeignete Zeit, um dem Stapel zu einem einzigen Verbund oder Laminat zusammenzuschmelzen. Der Pressendruck kann im Bereich von etwa 70 at (1.000 US-Pfund/inch2) liegen, wobei die Temperatur annähernd 149°C. (3000P) und die Zeitdauer der Behandlung 20 bis 30 Minuten beträgt.lent a layer serving as a protective layer, which is impregnated with a melamine-type resin, is placed on top. The stack so formed is then placed between the polished metal plates of a hydraulic press which is then closed, applying such pressure and heat for an appropriate time to fuse the stack into a single composite or laminate. The press pressure can be in the range of about 70 atmospheres (1,000 US-pounds / inch 2), wherein the temperature of approximately 149 ° C. (300 0 P) and the duration of the treatment is 20 to 30 minutes.
Die Verwendung der neuartigen, erfindungsgemäßen Dekorationsschicht ändert das Aussehen des Laminates im Vergleich zu konventionellen Laminaten, bei denen also eine melaminharζimprägnierte Dekorationsschicht verwendet wird, nicht, obwohl das erfindungsgemäße Laminat etwas dünner sein kann als herkömmliche Laminate, weil nämlich das Dekorationsschichtpapier relativ dünn ist. Die Gesamtdicke des Laminates läßt sich jedoch leicht dadurch einstellen, daß eine oder mehrere zusätzliche Kernschichten eingeführt werden. In der erfindungsgemäßen V/eise hergestellte Laminate sind in der Industrie akzeptierten Versuchen, wie sie zur Feststellung der Eigenschaften von Dekorationslaminaten üblich sind, unterworfen worden. Derartige Versuche, die ausführlich durchgeführt wurden und eine Vielzahl von Einzelexperimenten einschlossen, wie sie durch die National Electrical Manufacturers Association entwikkelt worden sind, werden nachfolgend als NEMA-Normen beschrieben. Unter anderem umfassen derartige Versuche die Verschleißfestigkeit der Oberfläche,' die Heißwasserfestigkeit, die Hochtemperaturfestigkeit, die Festig-The use of the novel decorative layer according to the invention changes the appearance of the laminate compared to conventional laminates, i.e. those a decorative layer impregnated with melamine resin is not used, although the laminate according to the invention can be somewhat thinner than conventional laminates, namely because the decorative layer paper is relatively thin. However, the total thickness of the laminate can be easily adjusted by introducing one or more additional core layers. In the invention Manufactured laminates are industry accepted attempts at establishing such the properties of decorative laminates are common. Such attempts which have been extensively carried out and included a variety of individual experiments as demonstrated by the National Electrical Manufacturers Association developed are hereinafter referred to as NEMA standards described. Such tests include the wear resistance of the surface, the hot water resistance, the high temperature strength, the strength
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keit der Fläche gegen "brennende Zigaretten, gegen Fleckenbildung, gegen Stoß und dergleichen, ebenso wie die Farbfestigkeit der Oberfläche, beim Eintauchen des Laminates in siedendes Wasser. Biegefestigkeit etc. wird ebenfalls beachtet, alles in der für den relevanten Stand der Technik bekannten Weise.ability of the surface against "burning cigarettes, against staining, against impact and the like, as well like the color fastness of the surface when the laminate is immersed in boiling water. Flexural strength etc. are also noted, all in the manner known in the relevant prior art.
Laminate mit einem erfindungsgemäßen Papier haben dieselbe weite Anwendbarkeit wie die bisher bekannten-Laminate und eignen sich für allgemeine Anwendungszwecke, beispielsweise zur Horizontaldekoration, ebenso wie als vertikale Flächenelemente, beispielsweise als Wandoder Fassadenelemente und dergleichen, wobei sich die Laminate durch Nachverformung in eine Vielzahl nichtplanarer Formen bilden lassen. Derartige Laminate haben die allgemein geforderten Testnormen erfüllt.Laminates with a paper according to the invention have the same wide applicability like the previously known laminates and are suitable for general purposes such as horizontal decoration, as well as as vertical surface elements, for example as wall or facade elements and the like, whereby the Laminates post-deformed into a variety of non-planar ones Let shapes form. Such laminates have met the generally required test standards.
Nachfolgend werden die kritischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Papiers zusammenfassend wie folgt dargestellt: The following are the critical properties of the invention Paper summarized as follows:
scheinbare Dichte Porosität (Gurley-Skala) Berstfestigkeitapparent density porosity (Gurley scale) Burst strength
BasisgewichtBasis weight
Glätte
Faserverhältnissmoothness
Fiber ratio
Dicke (CALIPER)Thickness (CALIPER)
Reißfestigkeit (Querrichtung)Tear strength (transverse direction)
Zugfestigkeittensile strenght
0,5 bis 1,0g /cnr 1 bis 15 sec/100 ml etwa 0,3 bis 0,73 Punkte Ag' (0,6 bis 1,5 Punkte/Pfund)0.5 to 1.0 g / cm 1 to 15 sec / 100 ml about 0.3 to 0.73 points Ag '(0.6 to 1.5 points / pound)
10 bis 25 lbs./3.000 Fuß2 10 to 25 lbs./3,000 feet 2
maximal 150 Sheffieldmaximum 150 Sheffield
Weichholz 15 bis 80% Hartholz 20 bis 85%
1,0 bis 3,0 Mil
wenigstens 15 SSoftwood 15 to 80% Hardwood 20 to 85% 1.0 to 3.0 mils
at least 15 p
mindestens etwa 1 kg/2, (2 US-Pfund/inch)at least about 1 kg / 2, (2 US pounds / inch)
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Wie weiter oben diskutiert wurde, läßt sich das-erfindungsgemäße Papier wegen seiner neuartigen Eigenschaften ohne Vorbehandlung in ein Hochdrucklaminat einbauen, abgesehen von der Verwendung einer speziellen Dekoration oder eines Druckes auf dem Papier.As discussed above, the paper according to the invention can be used because of its novel properties install in a high pressure laminate without pre-treatment, apart from the use of a special one Decoration or a print on paper.
Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich, daß das Zellulosefasermaterial oder das Papier, welches die .-Dekorationsschicht nach der Erfindung bildet, bei der Herstellung von Hochdrucklaminaten eine außerordentliche Wirtschaftlichkeit ergibt, da die Kosten für ein derartiges Papier nur etwa 1/8 bis 1/12 derjenigen der bisher verwendeten Papiere, beispielsweise des Alphazellulosepapiers, betragen, infolge des Entfallene der Notwendigkeit der Imprägnierung durch Melaminharze mit entsprechendem Überflüssigwerden der Investitionskosten für die entsprechende Vorrichtung sowie durch das Vermeiden des entsprechenden Platzbedarfes. Die Qualität der Dekoration oder des Druckes ist deutlich besser als diejenige, die sich bei den herkömmlicherweise verwendeten Alphazellulosepapieren ergibt, und zwar infolge der Glätte des Materials, so daß eine ausgezeichnete Wiedergabetreue erreicht wird. Die Einfachheit in der Handhabung ergibt sich um so deutlicher, wenn man bedenkt, daß beim konventionellen Prozeß mit Alphazellulosepapier die Fachimprägnierung eine Ofentrocknung erfordert, wobei das getrocknete, imprägnierte Papier zum eventuellen Zurechtschneiden auf die gewünschte Größe aufgewickelt werden muß. Dabei ist zu beachten, daß bei dieser Handhabung das Einfließen von Staub oder von Fremdmaterialien in das . Produkt verhindert werden muß. Es liegt auf der Hand, daß sich durch Vermeidung des -Imprägnierens, wie es bisher notwendig war, sowie durch die Vermeidung derFrom the above it follows that the Cellulose fiber material or the paper which is the decorative layer forms according to the invention, results in the production of high pressure laminates an extraordinary economy, since the cost of Such a paper only about 1/8 to 1/12 of that of the papers used previously, for example the Alpha cellulose paper, due to the elimination of the need for impregnation with melamine resins with the investment costs for the corresponding device becoming superfluous, as well as by avoiding the corresponding space requirements. the The quality of the decoration or the print is clearly better than that which can be found conventionally Alpha cellulose papers used results, due to the smoothness of the material, so that a excellent fidelity is achieved. The ease of use is all the more evident, if you consider that in the conventional process with Alpha cellulose paper the tray impregnation requires oven drying, the dried, impregnated Paper must be rolled up to the desired size for possible cutting. Included It should be noted that this handling prevents dust or foreign materials from flowing into the. Product must be prevented. It is obvious that by avoiding the -impregnation like it was previously necessary, as well as by avoiding the
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Ofentrocknung eine "beträchtliche Herabsetzung der Atmosphäreverschmutzung ergibt. Außerdem ist eine beträchtliche Anzahl von Personal erforderlich, um die MeIaminiösung zu mischen und bezüglich der geeigneten Katalysatoren, Harzpartikel, der Viskosität und der Reinheit einzustellen. All diese Verfahrensschritte werden durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Papiers vermieden. Das Papier nach der Erfindung weist eine hinreichende innere Bindefestigkeit auf, d.h. also, eine auf die gegenseitige Bindung der Fasern zurückzuführende Festigkeit, so daß eine Harzimprägnierung, wie sie beispielsweise bei Alphazellulosepapier erforderlich ist, überflüssig wird.Oven drying gives "a significant reduction in atmospheric pollution. In addition, it is a considerable number of personnel are required to mix the melamine solution and determine the appropriate one Adjust catalysts, resin particles, viscosity and purity. All these process steps are carried out by using the invention Process or the paper according to the invention avoided. The paper according to the invention has a Sufficient internal bond strength, i.e. that which can be attributed to the mutual bonding of the fibers Strength, so that a resin impregnation, as is required for example with alpha cellulose paper is, becomes superfluous.
Bei den bisher bekannten Papieren, beispielsweise also bei Alphazellulosepapier, existiert diese inhärente Bindefestigkeit nicht, so daß diese zum Zerreißen neigen, wenn die mechanische Festigkeit nicht durch eine Harzimprägnierung gewährleistet ist, beispielsweise also durch Tränken mit Melaminformaldehydliarzen. Die Faserfestigkeit ist also niedrig und ergibt daher nicht die erforderliche Papierfestigkeit. Zusätzlich besteht bei den bisher verwendeten imprägnierten Papieren die Notwendigkeit, Seheibenhärtungsteste durchzuführen, um vorher zu bestimmen, wie ein derartiges imprägniertes Papier, beispielsweise Alphazellulosepapier, reagiert, wenn es zur Laminatbildung in eine Presse eingebracht wird. Da von Posten zu Posten Variationen auftreten können, die von Unterschieden im Anteil an Imprägnierungsmaterial zurückzuführen sind, weiterhin auf Unterschiede der charakteristischen Eigenschaften der Imprägnierungsharze, ergeben sich auch Variationen in der Zeit, im Druck und in der Tem-With the previously known papers, for example In the case of alpha cellulose paper, this inherent bond strength does not exist, so that these tend to tear, if the mechanical strength is not guaranteed by a resin impregnation, for example So by soaking with melamine formaldehyde resins. the Fiber strength is therefore low and therefore does not give the required paper strength. Additionally With the impregnated papers used up to now, it is necessary to carry out hardness tests, to determine beforehand how such impregnated paper, for example alpha cellulose paper, reacts when placed in a press to form a laminate. Since there are variations from item to item can occur which can be attributed to differences in the proportion of impregnation material are, furthermore, on differences in the characteristic properties of the impregnation resins also variations in time, pressure and temperature
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peratur beim Laminierungsprozeß. Bei imprägnierten
Papieren besteht also von Posten zu Posten eine gewisse Unbeständigkeit, so daß entsprechende Messungen
ausgeführt werden müssen, um jeweils den besonderen Erfordernissen des einzelnen Durchganges gerecht zu
werden. Bei der Erfindung jedoch ist eine Gleichmäßigkeit und Konsistenz jederzeit gewährleistet, da die
Notwendigkeit der Imprägnierung, welche die Quelle
für alle möglichen vorstehend genannten Variationen '
bildet, überflüssig ist.temperature during the lamination process. With impregnated
Papers therefore have a certain inconsistency from item to item, so that appropriate measurements have to be carried out in order to meet the special requirements of the individual passage. With the invention, however, uniformity and consistency is guaranteed at all times, because of the need for impregnation, which is the source
for all possible variations mentioned above 'is superfluous.
Zusätzlich zu allen anderen, bereits beschriebenen
Eigenschaften gewährleistet die Erfindung also noch •Stabilität und Konsistenz bzw.- Gleichmäßigkeit.In addition to all the others already described
The invention also guarantees properties • Stability and consistency or uniformity.
Ein weiterer beträchtlicher Vorteil wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß durch die Vermeidung des
Imprägnierungsprozesses der Dekorationsschicht das
resultierende Laminat nicht die "Aggressivität" aufweist, die bei Laminaten ansonsten auftritt, so daß
die Benutzung der Werkzeuge keine Werkzeugbeschädigung hervorruft und der Arbeitsvorgang entsprechend
leicht durchgeführt werden kann.Another considerable advantage is achieved according to the invention in that, by avoiding the impregnation process of the decorative layer, the
The resulting laminate does not have the "aggressiveness" that otherwise occurs with laminates, so that the use of the tools does not cause tool damage and the work process can accordingly be carried out easily.
Die resultierenden Laminate erfüllen dieselben Normen wie die bei konventionellen Techniken hergestellten Dekorationslaminate. Die verbesserte Wirtschaftlichkeit, die sich also durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Papiers ergibt, bedeutet demgemäß-keine Beeinträchtigung der Qualität der Laminate, sondern bringt sogar noch verbesserte Eigenschaften derselben mit sich. The resulting laminates meet the same standards as those made using conventional techniques Decorative laminates. The improved economic efficiency which results from the use of the paper according to the invention accordingly means none Impairment of the quality of the laminates, but brings even improved properties of the same with it.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß das Dekorations-From the above it follows that the decorative
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papier nach der Erfindung zur gewünschten Integrierung in das Laminat keine Beschichtung erfordert. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Verbindung zwischen diesem Papier und dem Kern dadurch verbessert werden kann, daß eine dünne Schicht bestimmter Harze auf einer Seite des Papiers, bevorzugt auf der Rückseite, vorgesehen wird. Derartige Harze verbessern noch die Integrierung des Papiers in das Laminat.Paper according to the invention does not require a coating for the desired integration into the laminate. However, it has been found that this improves the bond between this paper and the core can be that a thin layer of certain resins on one side of the paper, preferably on the back, is provided. Such resins further improve the integration of the paper into the laminate.
Die Harze, welche für eine derartige -Beschichtung geeignet sind, γ/eisen gute Klebeeigenschaften bezüglich der Zellulosefasern des Materials auf und sind außerdem mit dem Melaminharz der Auflage und 'den Phenolharzen des Kerns oder des Substrates verträglich. Die vorzugsweise verwendeten Harze wirken chemisch mit den Imprägnierharzen zusammen und ergeben so eine hohe chemische Klebefestigkeit, zusätzlich zu physikalischen Klebeffekten. Harze dieser Art können etweder auf die bedruckte Seite des Papiers (Vorderseitenbeschichtung) oder auf die unbedruckte oder Rückseite des Papieres (Rücksejtenbeschichtung) oder auf beide Seiten aufgebracht werden. Es ist zu beachten, daß diese Harze nicht die Dekorationsschicht tränken oder imprägnieren, noch dazu dienen, das Papier zu verstärken, sondernd lediglich eine sehr begrenzte, dünne Oberflächenbeschichtung bilden. Diese Harze weisen vorzugsweise eine mittlere bis hohe Polarität auf, da Zellulose und die zur Imprägnierung des Kerns verwendeten Harze, ebenso wie die zur Imprägnierung der Auflage verwendeten Harze, hoch polar sind.The resins which are suitable for such a coating have good adhesive properties in terms of γ / iron the cellulose fibers of the material and are also with the melamine resin of the pad and 'Compatible with the phenolic resins of the core or of the substrate. The resins preferably used work chemically with the impregnation resins and thus result in a high chemical adhesive strength, in addition to physical adhesive effects. Resins this Art can either be on the printed side of the paper (front side coating) or on the unprinted side or reverse side of the paper (reverse side coating) or applied to both sides. It should be noted that these resins are not the decorative layer soak or impregnate, nor serve to strengthen the paper, but only form a very limited, thin surface coating. These resins preferably have a medium one to high polarity because of cellulose and the resins used to impregnate the core, as well as the resins used to impregnate the pad are highly polar.
Unter den Harzen, welche,wie sich gezeigt hat, die gewünschten Eigenschaften, zur Papierbeschichtung aufweisen, befinden sich:Among the resins, which have been found to be the desired ones Properties for paper coating are:
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a) Epoxyharze mit einem Epoxyäquivalentgewicht von etwa 400 bis 6.000 und einem Erweichungspunkt im Bereich von etwa 60 bis 790C (140 bis 175°P)§a) Epoxy resins with an epoxy equivalent weight of about 400 to 6,000 and a softening point in the range of about 60 to 79 0 C (140 to 175 ° P) §
b) Phenolfurfuralharze mit einem spezifischen Gewicht von 1,00 bis 1,30 und einem Erweichungspunkt im Bereich von annähernd 60 bis 79°C (140 bis 1750F) $b) Phenolfurfuralharze having a specific gravity from 1.00 to 1.30 and a softening point in the range of approximately 60 to 79 ° C (140-175 0 F) $
c) Resorcinolformaldehydharze mit einem spezifischen Gewicht von 1,00 bis 1,30 und einem Erweichungspunkt im Bereich von etwa 60 bis 690C (140 bisc) Resorcinol-formaldehyde resins with a specific weight of 1.00 to 1.30 and a softening point in the range from about 60 to 69 0 C (140 to
d) Phenolformaldehydharze mit einem spezifischen Gewicht von 1,15 his 1,30 "U·11"3- einem Erweichungspunkt im Bereich von annähernd 77 bis 1050C (1?0 bis 2200P);undd) phenol-formaldehyde resins having a specific gravity of 1.15 His 1.30 "U · 11" 3 - a softening point in the range of approximately 77 to 105 0 C (1 0-220 0 P), and?
e) Polyvinylbutyralharze mit einem Molekulargewicht zwischen 34'.0OO und 270.000, einem Erweichungspunkt im Bereich von annähernd;40.bis 69°C (105 bis 15$°P) .. und einem spezifischen Gewicht von annähernd 1,00e) polyvinyl butyral resins with a molecular weight between 34'.0OO and 270,000, a softening point in the range of approximately; 40 to 69 ° C (105 to 15 $ ° P) .. and a specific gravity of approximately 1.00
. bis 1,25.. to 1.25.
In "Übereinstimmung mit der konventionellen Methode weisen Beschichtungslösungen der vorstehend genannten Harze das · geeignete Härtungsmittel sowie ein Lösungsmittel auf. Bei diesen Lösungen bilden die Härtemittel annähernd 0,75 "bis 20% der Peststoffanteile, einschließlich Päratoluolsulfonsäure, Phosphorsäure, Tris-(Dimethylaminoäthyl)-phenol, Methylbenzyldimethylamin, Amide, wie Acetamide, Harnstoff, Dicyandiamid, Sulfone, Säureanhydride, Polyamide und PoIyamidoamine. Geeignete Lösungsmittel weisen Isopropylalkohol sowie Methyläthylketon auf«, Obwohl die vorstehend erwähnten. Harze sich als besonders geeignet haben zur Anwendung für die er-In "accordance with the conventional method wise Coating solutions of the abovementioned resins contain the suitable hardening agent and a solvent. In these solutions, the hardeners make up approximately 0.75 "to 20% of the pesticide content, including paratoluene sulfonic acid, Phosphoric acid, tris (dimethylaminoethyl) phenol, methylbenzyldimethylamine, amides, such as Acetamides, urea, dicyandiamide, sulfones, acid anhydrides, polyamides and polyamidoamines. Suitable solvents show isopropyl alcohol and methyl ethyl ketone on «, although the aforementioned. Resins have proven to be particularly suitable for use in the
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findungsgemäßen Zwecke, können auch andere Harze wirkungsvoll verwendet werden, beispielsweise-Acrylonitrile, PoIyvinylacetale, Polyvinylchloridacetate, Polyester und Harnstoff-Formaldehyde.For purposes of the invention, other resins can also be effective be used, for example, acrylonitriles, polyvinyl acetals, polyvinyl chloride acetates, polyesters and Urea formaldehyde.
Die auf diese V/eise aufgebrachte Harzbeschichtung dient als Verstärkungsmittel zum Binden der Zellulosefasern, wodurch sich die innere Festigkeit des Papiers verbessert, und außerdem zur Verbesserung der Klebewirkung zwischen den verschiedenen Schichten, die an die Dekorationsschicht angrenzen, wodurch sich eine verbesserte physikalische Festigkeit und Härte ergeben.The resin coating applied to this V / eise serves as a reinforcing agent for binding the cellulose fibers, which improves the internal strength of the paper, and also to improve the adhesive effect between the various layers that adhere to the decorative layer adjoin, resulting in improved physical strength and hardness.
Diese Harze werden in der Praxis vorzugsweise auf die unbedruckte Seite der Dekorationsschicht aufgebracht, d.h. also, als Rückenbeschichtung, wobei die Aufbringung in konventioneller Weise in der in der Druckindustrie bekannten Methode erfolgen kann, also beispielsweise durch Rotogravur, Flexographie, Umkehrrollenbeschichtung, Freilaufrollen sowie mit Draht umwickelte Zumeßstäbe. Die zufriedenstellendste Methode besteht in der Rotogravur, da der Betrag der aufgebrachten Harzlösung sowohl hinsichtlich der Handhabbarkeit als auch der Verwendung des Dekorationspapiers kritisch ist. Der aufgebrachte Betrag muß hinreichend sein, um die gewünschte Bindung der Papierfasern und die Überbrückung zwischen dem Kernstapel und der Dekorationsschicht beim nachfolgenden Laminieren zu erreichen. Überschüssige Lösung kann einen schädlichen Effekt haben, da hierdurch die Dekorationsschicht durchsichtig werden kann, wodurch, das Aussehen bezüglich der ästhetischen Qualität beeinträchtigt wird. Weiterhin behindert ein zu großer Harzlösungsbetrag die Durchdringung oder Tränkung des Dekorationsschichtpapiers durch das Phenol-In practice, these resins are preferably applied to the unprinted side of the decorative layer, i.e., as a backing coating, application being conventionally used in the printing industry known method, for example by rotogravure, flexography, reverse roller coating, Free-running rollers and measuring rods wrapped with wire. The most satisfactory method is to Rotogravure as the amount of resin solution applied both in terms of handling and the use of the decorative paper is critical. Of the The amount applied must be sufficient to achieve the desired binding of the paper fibers and the bridging to achieve between the core stack and the decorative layer in the subsequent lamination. Excess Solution can have a harmful effect, as it can make the decorative layer transparent, whereby, the appearance in terms of aesthetic quality is affected. Furthermore, too large an amount of the resin solution hinders the penetration or impregnation of the decorative layer paper through the phenolic
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harz des Kernes während der Laminierung.resin of the core during lamination.
Es hat sich gezeigt, daß der optimale Harzlösungsbe-r trag, der auf die Dekorationsschdcht aufgebracht werden soll, zwischen 0,5 und 4,0 US-Pfund/3.000 £uß2, Trockengewicht nach Lösungsmittelverdunstung, liegt. Die BeSchichtungsbemessung wird natürlich von dem jeweils gewählten Harz abhängen. Derartige. Harze sind^ wärmehärtbar und weisen die Möglichkeit einer inneren Vernetzung wegen zahlreicher möglicher aktiver Stellen auf.The optimum amount of resin solution to be applied to the decorative damage has been found to be between 0.5 and 4.0 pounds / 3,000 pounds 2 dry weight after solvent evaporation. The coating dimensioning will of course depend on the particular resin chosen. Such. Resins are thermosetting and have the potential for internal crosslinking because of numerous potential active sites.
Nachfolgend werden Beispiele derartiger Harzlösungen .angegeben, die sich für die Verwendung bei der Erfindung als nützlich herausgestellt haben. Dieselben sind nur zu Beispielszwecken angegeben. Es ist zu beachten, daß die angegebenen Lösungen ein Harz, ein Härtungsmittel sowie ein verträgliches Lösungsmittel umfassen. The following are examples of such resin solutions found useful for use in the invention. Are the same given for example purposes only. It should be noted that the solutions given include a resin, a curing agent, and a compatible solvent.
Polyvinylbutyral 99 GewichtsteilePolyvinyl butyral 99 parts by weight
Phosphorsäure 1 GewichtsteilPhosphoric acid 1 part by weight
Methyläthylketon ' 400-1000 GewichtsteileMethyl ethyl ketone '400-1000 parts by weight
Epoxyharz (Epoxydäquivanlent-Epoxy resin (epoxy equivalents
gewicht 1.600) " 80 Gewichtsteileweight 1,600) "80 parts by weight
Polyamid 20 GewichtsteilePolyamide 20 parts by weight
Isopropylalkohol 150 GewichtsteileIsopropyl alcohol 150 parts by weight
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Epoxyharz (Epoxydäquivalentgewicht 4.000) Polyamidoamin Methyläthy!keton 80 Gewichtsteile 20 Gewichtsteile GewichtsteileEpoxy resin (epoxy equivalent weight 4,000), polyamidoamine, methyl ethyl ketone 80 parts by weight 20 parts by weight parts by weight
Phenolformaldehyd Paratoluolsulfonsäure Methlyäthlyketon 60 GewichtsteilePhenol formaldehyde paratoluene sulfonic acid Methyl ethyl ketone 60 parts by weight
0,6 Gewichtsteile 40 Gewichtsceile0.6 parts by weight 40 parts by weight
Phenolformaldehyd Tris(Dimethylaminoäthy!phenol) Methlyäthylketon 60 GewichtsteilePhenolformaldehyde Tris (dimethylaminoethy! Phenol) Methyl ethyl ketone 60 parts by weight
0,6 Gewichtsteile 40 Gewichtsteile0.6 parts by weight 40 parts by weight
Resorcinolformaldehyd polymeres Amidoamin Methlyäthylketon 50 Gewichtsteile 6 GewichtsteileResorcinol formaldehyde polymeric amidoamine methyl ethyl ketone 50 parts by weight 6 parts by weight
64 Gewichtsteile64 parts by weight
PhenoIfurfural Phosphorsäure Methyläthy!keton 60 GewichtsteilePhenoIfurfural Phosphoric acid methyl ethyl ketone 60 parts by weight
0,6 Gewichtsteile 40 Gewichtsteile0.6 parts by weight 40 parts by weight
Aus einer Betrachtung der Beispiele ergibt sich, daß es drei weitere Arten von Harzen gibt, die sich zur Herstel: A consideration of the examples shows that there are three other types of resins that can be used for manufacture :
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lung der Kl ebebeschichtung eignen, nämlich Epoxyharze, Phenolharze und Butyrale. Nach dem derzeit bestehenden Wissen ändert sich das Verhältnis des Harzes zum Härtungsmittel je nach dem verwendeten Harz. Es ist natürlich klar, daß die Menge des Lösungsmittels nach den bekannten Techniken in adäquater Weise so eingestellt wird, daß die Lösung gut auf die Dekorationsschicht aufgebracht werden kann und daß die Lösungsmittel rasch verdampfen. Wenn die mit der Klebeschicht versehene Dekorationsschicht zur Laminierung verwendet wird, muß das Lösungsmittel natürlich vollständig verdampft sein.suitable for the adhesive coating, namely epoxy resins, Phenolic resins and butyrals. According to the current knowledge, the ratio of the resin to the hardener changes depending on the resin used. It is of course clear that the amount of solvent depends on the known techniques is adjusted in an adequate manner so that the solution is good on the decorative layer can be applied and that the solvents evaporate rapidly. If the one with the adhesive layer provided decorative layer used for lamination the solvent must of course be completely evaporated.
Die hier angegebenen Harze für die Klebebeschichtung sind alle wärmehärtbar und vernetzbar, Eigenschaften, die kritisch sind. Außerdem müssen die Beschichtungen bezüglich ihres Trockengewichtes innerhalb des angegebenen Bereiches liegen.The resins specified here for the adhesive coating are all thermoset and crosslinkable, properties that are critical. Also need the coatings in terms of their dry weight are within the specified range.
Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Papiers, also bei der Herstellung von Hochdrucklaminaten, entspricht das Verfahren im wesentlichen demjenigen, welches in der Industrie seit Jahren angewandt wird, wobei,also die Dekorations- oder Druckschicht auf einen konventionellen,mit Phenolharz imprägnierten Kern aufgelegt' wird. Eine mit Melaminharz imprägnierte. Auflage wird zum Schutz aufgelegt. Der so gebildete Stapel wird dann zwischen die polierten Metallplatten einer hydraulischen Presse gebracht, welche anschließend geschlossen wird. Die Behandlung erfolgt dann bei hinreichendem Druck und bei ausreichender Wärme in der geeigneten Zeit, um so den Stapel in ein einziges Laminat zusammenzuöchmelzen. Der Druck kann im Bereich von etwa 70 at (1,000 US-Pfund/inch2) liegen, wobei die Tem-When using the paper according to the invention, i.e. in the production of high-pressure laminates, the process essentially corresponds to that which has been used in industry for years, with the decorative or printing layer being placed on a conventional core impregnated with phenolic resin. One impregnated with melamine resin. Overlay is applied for protection. The stack formed in this way is then brought between the polished metal plates of a hydraulic press, which is then closed. The treatment is then carried out with sufficient pressure and heat in the appropriate time so as to melt the stack together into a single laminate. The pressure can be in the range of about 70 at (1,000 US pounds / inch 2 ), with the temperature
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peratur annähernd 1490C (30O0J1) und die Behandlungsdauer 20 bis JO Minuten beträgt. : temperature is approximately 149 0 C (30O 0 J 1 ) and the duration of treatment is 20 to JO minutes. :
Die Verwendung der neuartigen Dekorationsschicht nach der Erfindung beeinträchtigt das Aussehen des Laminates im Verhältnis zu konventionellen Laminaten, bei denen also eine melaminliarzimpragnierte Dekorations- oder Druckschicht verwendet wird, nicht, obwohl das Laminat etwas dünner sein kann als die herkömmlichen Laminate, nämlich wegen der relativ geringen Dicke des Dekorationspapiers. Die Gesamtdicke des Laminates läßt sich jedoch leicht dadurch einstellen, daß eine oder mehrere zusätzliche Kernschichten eingefügt werden. Erfindungsgemäß hergestellte Laminate sind industriell akzeptierten Testen zur Bestimmung der Standardbedingungen für Dekorationslaminate unterworfen worden. Derartige Versuche wurden ausführlich ausgeführt und umfassen eine Vielzahl von Versuchen, die durch die National Electrical Manufacturers Association vorgeschlagen wurden und die als MEMA-Normen bezeichnet werden. Unter anderem umfassen diese Teste Untersuchungen der Oberflächenfestigkeit bezüglich Verschleiß, siedendem Wasser, hohen Temperaturen, brennenden Zigaretten,Fleckenbildung, Stößen und dergleichen, ebenso wie die Farbfestigkeit der Oberfläche, Eintauchen des Laminates in siedendes Wasser, Biegefestigkeit etc., alles Eigenschaften und Untersuchungen, wie sie in dem betreffenden Gebiet der Technik wohl bekannt sind.The use of the novel decorative layer according to the invention adversely affects the appearance of the laminate in relation to conventional laminates, which have a decorative or decorative layer impregnated with melamine Printing layer is not used, although the laminate can be somewhat thinner than the conventional laminates, namely because of the relatively small thickness of the Decorative paper. However, the total thickness of the laminate can easily be adjusted by adding one or several additional core layers are inserted. Laminates made according to the invention are industrial accepted tests to determine the standard conditions for decorative laminates. Such Experiments have been carried out extensively and include a variety of experiments conducted by the National Electrical Manufacturers Association were proposed and referred to as MEMA standards will. Among other things, these tests include examinations of the surface strength with regard to wear, boiling water, high temperatures, burning cigarettes, staining, bumps and the like, as well as the color fastness of the surface, immersion of the laminate in boiling water, flexural strength etc., all properties and studies as are well known in the relevant technical field are.
Die das dünne, harzbeschichtete Papier nach der Erfindung aufweisenden Laminate haben diese]be weite Anwendbarkeit wie die herkömmlicherweise hergestellten Lami-The laminates comprising the thin resin-coated paper of the invention have these] be widely applicable like the conventionally manufactured lami-
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nate und eignen sich für allgemeine Anwendungszwecke, wie Horizontaldekoration, ebenso wie für die Beschich-^· tung vertikaler Flächen, als Fassadenelemente, also für Wandungen und dergleichen, und lassen sich nachträglich in eine Vielzahl nicht-planarer formen verformen. Derartige Laminate haben alle Testbedingungen erfüllt, wie sie für derartige Elemente erforderlich sind.nate and are suitable for general purposes, like horizontal decoration, as well as for the coating ^ · direction of vertical surfaces, as facade elements, so for walls and the like, and can be retrofitted deform into a variety of non-planar shapes. Such laminates have met all the test conditions required for such elements are.
Die Aufbringung der Harzbeschichtung läßt sich durch eine konventionelle Vorrichtung, die zu den Kosten nicht v/es ent lieh beiträgt, wirtschaftlich bewerkstelligen. Die Beschichtung kann gleichzeitig mit dem Druck aufgebracht werden oder aber auch einen Tag oder dergleichen später. Die Beschichtung wird in einen nicht-klebrigen Zustand gebracht, durch Trocknung, so daß das beschichtete Dekorationspapier dann zur Lagerung ohne Gefahr des Aneinanderklebens aufgerollt werden kann.The application of the resin coating can be carried out economically accomplish a conventional apparatus that does not add to the cost. The coating can be applied at the same time as printing or for one day or the like later. The coating is brought into a non-sticky state by drying, so that the coated decorative paper is then rolled up for storage without the risk of sticking together can be.
Das erfindungsgemäße Papier weist eine hinreichende innere Bindefestigkeit auf, d.h. also eine inhärente Bindung der Papiere aneinander, so daß eine Harzimprägnierung, wie sie bisher erforderlich ist, nämlich beispielsweise bei Alphazellulosepapier, nicht erforderlich ist. Das Harz, welches auf das erfindungsgemäße Papier aufgebracht wird, ist eine sehr dünne-Beschichtung und dringt in keiner Weise in das Papier ein. Hierdurch wird also keine mechanische Verstärkung des Papiers in der Art einer Imprägnierung, wie es bei Me laminform aldehydharz en der Fall ist, erreicht. Die neuartigen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Papiers ergeben also zusammen mit der dünnen Harzbeschichtung verbesserte Eigenschaften der hergestelltenThe paper according to the invention has a sufficient internal bond strength, i.e. an inherent bond between the papers, so that a resin impregnation, as previously required, namely, for example, with alpha cellulose paper, not required is. The resin which is applied to the paper according to the invention is a very thin coating and does not penetrate the paper in any way. This means that there is no mechanical reinforcement of the paper in the manner of an impregnation, as is the case with Me laminform aldehyde resins. The novel properties of the invention Papers, together with the thin resin coating, result in improved properties of the manufactured ones
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Laminate, bei gleichzeitiger beträchtlicher Herabsetzung der Material- und Produktionskosten. Dadurch, daß keine Harzimprägnierung der Dekorationsschicht erforderlich ist, ergibt sich ein wesentlicher technischer Fortschritt.Laminates, while at the same time significantly reducing material and production costs. Through this, that no resin impregnation of the decorative layer is required is, there is a significant technical advance.
Wie bereits ausgeführt, besteht ein sehr wichtiger Vorteil von Laminaten, die eine Dekorationsschicht mit einer dünnen, erfindungsgernäßen Oberflächenbeschichtung aufweisen, darin, daß diese sich leicht nachverformen lassen. Die Beschichtung scheint die Flexibilität der Dekorationsschicht zu verbessern, so daß eine Rißbildung in dieser vermieden wird, wenn der Vorverbund gebogen oder in anderer Weise aus dem Laminat unter Druck und Wärme eine andere Form hergestellt wird. Gleichzeitig mit der Gewährleistung der Flexibilität führt die Harzbeschichtung zu der ge\vünschten Faserintegrierung, so daß sich beim Schneiden oder Abtrennen eine glatte Kante ohne das Herausziehen von Fasern ergibt. Dementsprechend verbessern die verwendeten Harze in einzigartiger Weise die Eigenschaften des Papiers, so daß dasselbe weder zu steif noch zu weich ist.As already stated, there is a very important advantage of laminates that have a decorative layer a thin surface coating according to the invention have, in the fact that they can be easily reshaped. The coating seems to have flexibility to improve the decorative layer, so that cracking is avoided in this when the pre-composite bent or otherwise produced from the laminate under pressure and heat into another shape. At the same time as ensuring flexibility, the resin coating leads to the desired fiber integration, so that when cutting or severing a smooth edge results without pulling out fibers. Accordingly, the resins used improve the properties of the paper in a unique way, see above that it is neither too stiff nor too soft.
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