DE3513185C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Papier, das mit einem Vorkondensat von Phenol und Formaldehyd imprägniert ist und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Papier, das mit Phenolharz imprägniert ist, wird hergestellt, indem eine Papierbahn mit einer wäßrigen Lösung eines Vorkon­ densats von Phenol und Formaldehyd imprägniert wird und die Papierbahn wird dann anschließend unter Wärmeeinwirkung ge­ trocknet, wodurch eine gewisse weitere Härtung des Harzes zu einem nicht klebrigen Stadium auftritt. Das Harz in der trocke­ nen Papierbahn kann noch schmelzen und es kann durch Erhitzen endgültig gehärtet werden.

Die üblichste Verwendung des imprägnierten Papiers ist zum Oberflächenüberziehen anderer Materialien, wobei ein oder meh­ rere Blätter des imprägnierten Papiers unter Anwendung von Druck und Hitze aufgebracht werden. Das Harz schmilzt dabei und befeuchtet das Substrat, und das Harz wird dann durch Endhär­ ten zu einem unschmelzbaren und unlöslichen Stadium binden.

Sowohl bei der Erzeugung der imprägnierten Papierbahn als auch bei dem endgültigen Schichtungsverfahren ist es erwünscht, ein rasches Härten des Harzes zur optimalen Ausnutzung von Maschi­ nen und Pressen zu haben. Die Geschwindigkeit kann durch Aus­ wahl des Harzes, durch Einstellung des pH und durch verschie­ dene Zusätze beeinflußt werden. Die Härtungsgeschwindigkeit des Harzes wird dabei im allgemeinen einheitlich in allen Härtungsphasen beeinflußt. Da das imprägnierte Papier im all­ gemeinen als Halbfertigprodukt mit einer beträchtlichen Lage­ rungsdauer zwischen der Erzeugung und der endgültigen Verwen­ dung verwendet wird, kann eine Erhöhung der Härtungsgeschwin­ digkeit normalerweise nur auf Kosten einer beeinträchtigten Lagerungsstabilität erreicht werden. Ein weiteres Problem be­ steht darin, daß das imprägnierte Papier als Halbfertigprodukt eine gute mechanische Festigkeit, gute Biegsamkeit und stabile Reaktivität haben muß. Gegebenenfalls vorhandene Beschleuniger und Härtungsmittel, welche in anderen Fällen beim direkten Endhärten der Phenolharze verwendet werden können, können da­ her ohne weitere Umstände für imprägniertes Papier nicht ver­ wendet werden.

Aus der GB-PS 8 82 296 ist die Herstellung eines Verbundschaums und Mineralprodukts, das sich aus glasartigen Mineralfasern zusammensetzt, bekannt, wobei diese mit einem geschäumten Material vereinigt werden. Dabei wird eine Masse aus Mineral­ fasern mit einem schäumbaren, härtbaren Bindemittel vereinigt, und für diesen Zweck wird ein Vorkondensat aus Phenol und Formaldehyd in Verbindung mit einem Schäumungsmittel, beispiels­ weise Carbonaten, vorgeschlagen. Wenn das Harz geschäumt ist und mit den Fasern vereinigt ist, wird das Harz dann weiter zu einem endgültigen gehärteten, geschäumten Produkt erhitzt.

In der GB-PS 10 69 625 ist ein "Prepreg-Material", nämlich Erzeugnisse aus faserverstärkten synthetischen Harzen be­ schrieben, wobei ein härtbares synthetisches Harz, beispiels­ weise ein Phenolharz, das ein Schäumungsmittel enthält, verwendet wird. Jedoch enthält ein solches "Prepreg" keine Blasen von freiem Kohlendioxid.

Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, es zu ermöglichen, die Härtungsgeschwindigkeit ohne wesentliche Verminderung der Lagerungsstabilität zu erhöhen. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Erhöhung der Här­ tungsgeschwindingkeit ohne Beeinträchtigung der Eigenschaften des imprägnierten Papiers zu ermöglichen.

Diese und weitere Ziele werden in der aus den Patentansprüchen ersichtlichen Weise erreicht.

Gemäß der Erfindung wird ein imprägniertes Papier geschaffen, das ein Phenol/Formaldehyd-Vorkondensat und Blasen von freiem Kohlendioxid enthält. Die Blasen werden in dem getrockneten und teilweise gehärteten Vorkondensat in dem Papier eingefan­ gen. Die Blasen können während des Imprägnierungs- und/oder Trocknungsprozesses gebildet werden, aufgrund der Reaktion oder Zersetzung von Carbonat, das vorzugsweise zu der Impräg­ nierungslösung, welche das Vorkondensat enthält, vor der Im­ prägnierung des Papiers zugegeben wird. Das Carbonat kann auch in situ in der Imprägnierungslösung durch Zugabe von Kohlen­ dioxidgas gebildet werden.

Es wurde gefunden, daß mit einem erfindungsgemäßen imprägnier­ ten Papier, das Blasen von freiem Kohlendioxid enthält, eine beträchtliche Verminderung der Preßzeiten beim Laminieren er­ halten wird, ohne daß die Lagerungsstabilität für das impräg­ nierte Papier beeinträchtigt wird. Die Eigenschaften des Pa­ piers werden in anderer Hinsicht nicht negativ beeinflußt. Im Gegenteil wurde gefunden, daß die Freisetzung der Kohlendioxid­ blasen in dem Film einen Film mit einem hohen Grad von Bearbeit­ barkeit bzw. Verarbeitbarkeit ergibt.

Geeignete Carbonate, welche gemäß der Erfindung verwendet wer­ den können, sind beispielsweise Natriumcarbonat, Kaliumcarbo­ nat, Natriumbicarbonat, Kaliumbicarbonat, Magnesiumcarbonat und Zinkcarbonat. Ein Bicarbonat und insbesondere Natriumbi­ carbonat ist bevorzugt.

Das Carbonat kann in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, berech­ net auf das Vorkondensat, vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 5%, zugesetzt werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält das impräg­ nierte Papier eine wesentliche Menge Carbonat, das nicht in Kohlendioxid zersetzt wurde. Die Menge an unzersetztem Carbo­ nat in dem imprägnierten Papier kann durch Auswahl des Carbo­ nats, der Menge des zugesetzten Carbonats, das pH der Impräg­ nierlösung und die Trocknungstemperaturen reguliert werden.

Die Anwesenheit von Carbonat wird auch die Härtungsgeschwin­ digkeit des Phenolharzes erhöhen. Jedoch wurde gefunden, daß die Bildung von Kohlendioxid enthaltenden Blasen in dem im­ prägnierten Papier wesentlich für die Lagerungsstabilität des imprägnierten Papiers als Halbfertigprodukt ist.

Übliche Phenolharze oder Phenol-modifizierte Harze zur Impräg­ nierung des Papiers können gemäß der Erfindung verwendet wer­ den, z. B. Harze mit einem Molverhältnis Formaldehyd/Phenol von 1,0 bis 3,0.

Die Imprägnierungslösung ist vorzugsweise in Form einer wäßri­ gen Lösung des Harzes, enthaltend 40 bis 80 Gew.-% Harz.

Bei der Erzeugung des imprägnierten Papiers gemäß dem Verfah­ ren der Erfindung, wird das Carbonat zweckmäßigerweise der Imprägnierlösung, welche das Harz enthält, zugesetzt. Dies kann erfolgen, indem Kohlendioxidgas durch die Lösung geperlt wird, oder indem eine Substanz, welche Kohlendioxid beim Er­ hitzen freisetzt, zugesetzt wird. Feste Carbonate können eben­ falls direkt zu der Imprägnierlösung zugesetzt werden oder in Form von Lösungen oder wäßrigen Aufschlämmungen zugesetzt wer­ den. Es ist besonders bevorzugt, Carbonate zuzusetzen, welche Kohlendioxid in Verbindung mit dem Trocknen freizusetzen ver­ mögen, entweder durch Zersetzung des Carbonats als solches oder durch Reaktion mit einer anderen Substanz. Lösliche Car­ bonate sind bevorzugt. Bicarbonate wie Natriumbicarbonat wur­ den als besonders geeinget befunden. Übliche Zusätze, wie Frei­ setzungsmittel, Wachse, Netzmittel können ebenfalls vor­ handen sein.

Nach Imprägnierung der Papierbahn wird diese in üblicher Weise getrocknet durch Erhitzen in Luft mit Temperaturen zwischen 150 und 200°C. Bei Verwendung des Zusatzes gemäß der Er­ findung kann die Trocknungszeit üblicherweise reduziert werden, da die Harze schneller zu dem gewünschten Grad der Vorhärtung gehärtet werden. Die Bedingungen beim Trocknen sind vorzugs­ weise so gewählt, daß eine Freisetzung von Kohlendioxid aus dem Carbonat erfolgt und dies kann festgestellt werden, indem der Film opaker als sonst wird. Zusätzlich zu der Aus­ wahl des Carbonats kann das pH der Imprägnierungslösung und die Trocknungstemperatur zur Beeinflussung der Freisetzung von Gas angewandt werden. Nach gegebenenfalls erfolgender Zwischen­ lagerung in üblicher Weise kann das getrocknete Papier für übliche Anwendungen verwendet werden. Die Schichtung oder Laminierung zu ande­ ren Materialien und/oder verschiedenen Papierschichten abwech­ selnd wird normalerweise in Pressen bei Drücken zwischen 5 und 20 bar und Temperaturen zwischen 90 und 180°C durchge­ führt. Wie erwähnt, kann die zur Endhärtung des Harzes erfor­ derliche Zeit mittels der Erfindung vermindert werden, oft auf etwa die Hälfte der Zeit. In Abhängigkeit von den Bedingungen können die Preßzeiten beispielsweise zwischen 20 Sekunden und 15 Minuten liegen.

Eine bevorzugte Verwendung des Papiers gemäß der Erfindung ist als Oberflächenfinish-Film für Materialien auf Holzbasis und besonders als Schalungstafel-Film.

Beispiel

Zu einer üblichen wäßrigen Imprägnierlösung für Papier, welche 60 Gew.-% eines Phenolharzes (Molverhältnis Formaldehyd/Phenol 1,6; Viskosität 120 mPas bei 25°C) mit einem pH, das vorher auf 9,5 eingestellt wurde, wird 1 Gew.-% Natriumbicarbonat, berechnet auf die Imprägnierlösung, zugesetzt. Weiterhin wer­ den Farbstoffe, Netzmittel und Freisetzungsmittel in üblicher Weise zugesetzt. Das Harz wird zum Imprägnieren eines 40 g/m² saugfähigen Kraftpapiers verwendet, das in den Trocknungszonen des Imprägnierapparats bei Temperaturen von 160 bis 180°C ge­ trocknet wird, um einen lagerungsstabilen Film mit einem Ge­ samtgewicht von 120 g/cm² und einem Restfeuchtigkeitsgehalt von 6 bis 8% zu ergeben. Dieser Film wird dann auf ein Sub­ strat von Sperrholz in einer Heißpresse bei einer Preßtempe­ ratur von 135°C und einem Druck von 1400 bis 1800 kPa ge­ preßt. Die Preßzeit war nur 4 Minuten, verglichen mit etwa 7 Minuten, was normal ist.

Claims (8)

1. Imprägniertes Papier, enthaltend ein Vorkondensat von Phenol und Formaldehyd, dadurch gekennzeichnet, daß es Blasen von freiem Kohlendioxid enthält.

2. Imprägniertes Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es neben Blasen von Kohlendioxid noch unzersetztes Carbonat enthält.

3. Imprägniertes Papier gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Carbonat ein Bicarbonat ist.

4. Imprägniertes Papier gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Carbonat Natriumcarbonat ist.

5. Verfahren zur Erzeugung von imprägniertem Papier gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer Imprägnierlösung eines Phenol/Formaldehydvorkondensats ein Carbonat zugesetzt wird und daß das Trocknen derart erfolgt, daß Kohlendioxid enthaltende Blasen in dem Papier freigesetzt werden.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Carbonatmenge zwischen 0,1 und 10 Gew.-% berechnet auf das Vorkondensat, zugesetzt wird.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Carbonatmenge zwischen 0,5 und 5 Gew.-% berechnet auf das Vorkondensat, zugesetzt wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Carbonat in der Imprägnierlösung in situ gebildet wird, indem Kohlendioxid durchgeblasen wird.