DE4444489A1 - Basispapier für dekorative Beschichtungswerkstoffe - Google Patents
Basispapier für dekorative BeschichtungswerkstoffeInfo
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- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
- D21H17/46—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D21H17/54—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen
- D21H17/57—Polyureas; Polyurethanes
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Basispapier für deko
rative Beschichtungswerkstoffe, insbesondere Schichtpreß
stoffe, nach dem Kurztaktverfahren hergestellte Laminate,
Dekorfolien und Vorimprägnate.
Wichtigste Werkstoffgrundlage für die Herstellung von De
korfolien oder dekorativen Schichtpreßstoffen sind spezielle
Basispapiere, die als sogenannte Dekorpapiere mit Kunstharz
imprägniert sind. Die dekorativen Beschichtungswerkstoffe
werden vorzugsweise zur Oberflächenbeschichtung bei der Mö
belherstellung und im Innenausbau eingesetzt.
Unter Dekorfolie versteht man eine kunstharzgetränkte bzw.
kunstharzgetränkte und oberflächenbehandelte Papierbahn, die
unter Wärme- und/oder Druckeinwirkung mit einer Trägerplatte
verleimt wird.
Schichtpreßstoffe (High Pressure Laminates) sind Laminate,
die durch Verpressen mehrerer imprägnierter, aufeinander
geschichteter Papiere entstehen. Der Aufbau dieser
Schichtstoffe besteht im allgemeinen aus einem höchste
Oberflächenbeständigkeit erzeugenden transparenten
Auflageblatt (Overlay), einem kunstharzgetränkten Dekorpapier
und phenolbeharztem Kraftpapier. Als Unterlage hierfür werden
beispielsweise Hartfaser- und Holzspanplatten sowie Sperrholz
eingesetzt.
Bei den nach dem Kurztaktverfahren hergestellten Laminaten
(Low Pressure Laminates) wird das mit Kunstharz imprägnierte
Dekorpapier direkt mit einer Unterlage (z. B. Spanplatte)
unter Verwendung niedriger Drücke verpreßt.
Das bei den oben genannten Beschichtungswerkstoffen verwen
dete Dekorpapier wird weiß oder farbig mit oder ohne zusätz
lichen Aufdruck eingesetzt.
Übliche Dekorpapiere werden aus hochweißem Sulfatzellstoff
höchster Reinheit hergestellt. Es werden an die Dekorpapiere
eine ganze Reihe spezieller Anforderungen gestellt. Hierzu
gehören:
- - hohe Opazität, um eine bessere Abdeckung der Unterlage zu gewährleisten,
- - gleichmäßige Formation und Grammatur zur Gewährleistung von gleichmäßiger Harzaufnahme,
- - hohe Reinheit und Gleichmäßigkeit der Farbe zur Gewähr leistung einer guten Reproduzierbarkeit des später auf das Dekorpapier aufgedruckten Musters,
- - hohe Lichtbeständigkeit,
- - hohe Naßfestigkeit zur Gewährleistung eines reibungs losen Imprägniervorganges,
- - entsprechende Saugfähigkeit zur Erlangung des erforder lichen Harzsättigungsgrades.
Um alle oben erwähnten Anforderungen zu erfüllen, müssen bei
der Herstellung dieser Papiere hochwertige Rohmaterialien,
Füllstoffe und Hilfsstoffe eingesetzt sowie entsprechende
Produktionsbedingungen eingehalten werden.
Der für die Herstellung der Beschichtungswerkstoffe wesentli
che Verfahrensschritt des Tränkens bzw. Imprägnierens des De
korpapiers setzt Harze voraus, die leicht in die Kapillar
räume des Papiers eindringen und sich dort härten lassen.
Hierzu dienen duroplastische Harze wie Harnstoff-Formaldehyd
Harz und Melamin-Formaldehyd-Harz oder thermoplastische Harze
wie Polyesterharze.
Im Zusammenhang mit dem Einsatz formaldehydhaltiger
Imprägnierharze sind die bekannten Beschichtungswerkstoffe
aus ökologischer Sicht verbesserungsbedürftig. Nach dem ge
genwärtigen internationalen Stand genügen eine große Anzahl
der bekannten Dekorfolientypen und Schichtpreßstoffe den For
derungen nach einer Formaldehydemission kleiner 0,1 ppm noch
nicht. In Verbindung mit den weltweiten Bemühungen um die
Minimierung der Umweltbelastung gewinnt daher auch die
Herstellung umweltfreundlicher Beschichtungswerkstoffe
zunehmend an Bedeutung.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein Basispapier für dekorative Beschichtungswerkstoffe, ins
besondere für Schichtpreßstoffe, nach dem Kurztaktverfahren
hergestellte Laminate, Dekorfolien und Vorimprägnate, zur
Verfügung zu stellen, das die an das Basispapier gestellten
und eingangs erwähnten Anforderungen weiterhin erfüllt und
die Herstellung umweltfreundlicher dekorativer Verbundsysteme
ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch ein Basispapier gelöst, das aus Cellu
losefasern, wenigstens einem Füllstoff sowie einem naßfest
machenden kationischen Harz besteht und das mit einem Poly
isocyanat und/oder einem modifizierten Polyisocyanat
behandelt ist.
Das Polyisocyanat und das modifizierte Polyisocyanat weist
cycloaliphatisch und/oder aliphatisch gebundene Isocyanat
gruppen (CNO) auf. Die Isocyanatgruppen können aber auch aro
matisch gebunden sein.
Das modifizierte Polyisocyanat kann ein polyethermodifizier
tes oder ein polyestermodifiziertes Polyisocyanat sein.
Das Polyisocyanat und/oder modifizierte Polyisocyanat ist
wasserdispergierbar. Als wasserdispergierbare Polyisocyanate
können Gemische von Polyisocyanaten, die nicht selbst
dispergierbar sind, mit ionischen oder nicht ionischen
Emulgatoren eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden in
Wasser selbstdispergierende Polyisocyanate eingesetzt.
Das Polyisocynat und/oder das modifizierte Polyisocyanat kann
nichtionisch oder kationisch sein. Die Kationizität kann
durch den Gehalt an tertiären Amino- bzw. Ammoniumgruppen be
wirkt werden.
Die Menge des zur Behandlung des Basispapiers erfindungsgemäß
eingesetzten Polyisocyanats und/oder modifizierten Poly
isocyanats beträgt vorzugsweise 0,5 bis 40 Gew.-%, bezogen auf
die Papiermasse. Besonders bevorzugt ist der Mengenbereich
von 2 bis 20 Gew.-%.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Polyisocyanate können sowohl
zur Imprägnierung der Papierbahn als auch in der Masse
eingesetzt werden.
Als Füllstoff eignen sich für die erfindungsgemäßen Basispa
piere beispielsweise Titandioxid, Zinksulfid, Calciumcar
bonat, Kaolin, Talkum oder Mischungen daraus.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein
mit Al₂O₃ oberflächenbehandeltes Rutil-Titandioxid einge
setzt.
Die Menge des Titandioxids in der Papiermasse beträgt zwi
schen 1 bis 55 Gew.-%.
Als Naßfestmittel können Melamin-Formaldehyd-Harze, Polyamin-
oder Polyamidderivate in Mengen von 0,2 bis 2 Gew.-% einge
setzt werden.
In der Papiermasse können zusätzlich auch noch andere Stoffe
wie organische und anorganische Buntpigmente und Farbstoffe,
optische Aufheller, Retentions- und Dispergierhilfsmittel
enthalten sein.
Die erfindungsgemäßen Basispapiere werden in bekannter Weise
mit Hilfe einer Papiermaschine in einem Grammaturbereich von
50 bis 200 g/m² hergestellt, wobei die erfindungsgemäß anzu
wendenden Produkte vorzugsweise mit Hilfe einer Leimpresse in
der Papiermaschine aufgetragen werden. Sie können aber auch
mit allen anderen bekannten Auftragsaggregaten auf die Ober
fläche des zu beschichtenden Rohpapiers aufgebracht werden.
Die Erfindung wird in den nachfolgenden Beispielen näher er
läutert.
Eine Mischung aus 80 Gew.-% Laubholz-Sulfatzellstoff und 20
Gew.-% Nadelholz-Sulfatzellstoff wurde bei einer Stoffdichte
von 4% bis zu einem Mahlgrad von 380 SR gemahlen. Der Zell
stoffsuspension wurden dann folgende Stoffe zugesetzt und
daraus ca. 80 o/m² schweres Rohpapier gefertigt:
Das oben beschriebene Rohpapier wurde mit den in der folgen
den Tabelle angeführten wäßrigen Dispersionen imprägniert und
anschließend bei 145°C getrocknet. Der Auftrag wurde als
Gewichtszunahme in % ermittelt.
Ein Rohpapier wie im Beispiel 1 wurde mit folgender 15%iger
wäßriger Dispersion behandelt und getrocknet:
Als Vergleich wurde das Rohpapier aus Beispiel 1 ohne Ober
flächenbehandlung herangezogen.
Zur Bewertung der gefertigten Papierproben wurden folgende
Prüfverfahren herangezogen:
Zweck der Prüfung ist die Feststellung der Fähigkeit eines
Dekorpapiers, ein Melaminharz aufzunehmen. Hierzu wurden 2
Probestreifen (15 × 100 mm) in Melaminharz MW 550 (ohne Netz
mittel und ohne Härter) getaucht, über einer ebenen Fläche
zwischen zwei Streifen Löschpapier gelegt, mit einem Auflage
gewicht 15 s lang belastet und anschließend zurückgewogen.
Die Berechnung der Harzaufnahme erfolgt in % der Einwaage.
Zweck der Prüfung ist die Bestimmung der Penetrationszeit.
Hierzu wurden Probestreifen (8 × 6 cm) in eine 98%ige mit
Rhodamin B angefärbte Triethanolamin-Lösung (TEA) getaucht.
Die Penetration wird gemessen vom Zeitpunkt des Aufsetzens
des Papiers in die Lösung bis zu dem Zeitpunkt, in dem die
ersten Tropfen der Flüssigkeit an der Oberfläche erscheinen.
Diese Eigenschaft ist beim Imprägnier- und Preßvorgang der
Dekorpapiere sehr wichtig. Je höher die Quer-Feuchtdehnung
umso stärker ist die Faltenbildung, die sich bei den oben
genannten Arbeitsgängen negativ auswirkt.
Ein Papierstreifen von definierter Länge und Breite
(1,5 × 10) wurde in eine Halterung eingespannt und mit Wasser
oder Luft bestimmter Feuchte in Kontakt gebracht. Die dabei
entstehende Dehnung oder Schrumpfung wird auf einen Schreiber
übertragen.
Die Berechnung der Querdehnung (%) erfolgte anhand der Meß
kurve unter Berücksichtigung von Streifenlänge.
Diese Prüfung wurde an den mit Melaminharz in bekannter Weise
imprägnierten Dekorpapieren, die zu entsprechenden Schicht
stoff-Mustern verpreßt wurden (1 Lage imprägniertes Basispa
pier, 4 Lagen Phenolpapier, 1 Lage Gegenzug, 140°C,
900 N/m²) mit Hilfe des Elrepho 2000-Farbmeßgerätes durchge
führt.
Die Opazität ist ein Maß für die Lichtdurchlässigkeit des Pa
piers. Sie wurde an Papier-Prüfstreifen 8 × 8 cm mit Hilfe
des Elrepho 2000-Farbmeßgerätes gemessen.
Die Steifigkeitswerte der Basispapiere wurden mit dem Biege
steifigkeitsprüfer von Lorentzen & Wettre, gemäß Norm SCAN-P
29.69 ermittelt. Die Meßwerte sind in mN angegeben.
Diese Prüfung wird zur Beurteilung der Naßfestigkeit der Ba
sispapiere durchgeführt.
Hierzu wurden Prüfstreifen von 15 mm Breite in destilliertes
Wasser für die Dauer von 5 Minuten eingetaucht. Anschließend
wurden die nassen Streifen in einer Zugprüfmaschine auf ihre
Naßbruchlast geprüft. Die Meßwerte sind in mN angegeben. Je
niedriger der Zahlenwert, umso schlechter ist die Naßfestig
keit.
Ein Klebestreifen (20 × 75 mm) wird in Laufrichtung auf das
zu prüfende Papier geklebt. Der Klebestreifen wird mit einer
Kunststoffrolle (ca. 35 g) auf die Papieroberfläche gedrückt.
Dann wird der Klebestreifen mit konstanter Kraft von der Pa
pieroberfläche abgezogen und auf schwarzes Papier geklebt.
Die Beurteilung erfolgt visuell anhand eines Vergleichs mit
einem unbehandelten Papier (Note 1-5).
z. B. Note 1 - < 5% Fasern auf dem Klebestreifen
Note 5 - < 90% Fasern auf dem Klebestreifen.
z. B. Note 1 - < 5% Fasern auf dem Klebestreifen
Note 5 - < 90% Fasern auf dem Klebestreifen.
Die Prüfergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 zusammenge
stellt.
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß die Behandlung
des Rohpapiers mit den eingangs beschriebenen Polyisocyanaten
zu Harzeinsparungen bei keinen nennenswerten Veränderungen
der Penetrationsgeschwindigkeit führt (die auftretenden
Schwankungen liegen im Bereich der Meßgenauigkeit).
Zu beobachten sind ebenfalls die deutliche Verringerung der
Querdehnung, die verbesserte Naßfestigkeit und die Spalt
festigkeit der Papiere.
Andere Eigenschaften wie die Farbwerte und die Opazität
bleiben im Rahmen der Meßgenauigkeit unverändert.
Claims (8)
1. Basispapier für dekorative Beschichtungswerkstoffe aus
Cellulosefasern, wenigstens einem Füllstoff sowie einem
naßfest machenden Harz, dadurch gekennzeichnet, daß das
Basispapier mit einem Polyisocyanat und/oder einem modifi
ziertem Polyisocyanat behandelt ist.
2. Basispapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Polyisocyanat und das modifizierte Polyisocyanat cy
cloaliphatisch und/oder aliphatisch gebundene Isocyanatgrup
pen aufweist.
3. Basispapier nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich
net, daß das modifizierte Polyisocyanat ein polyethermodifi
ziertes oder ein polyestermodifiziertes Polyisocyanat ist.
4. Basispapier nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeich
net, daß das Polyisocyanat und/oder das modifizierte Poly
isocyanat nichtionisch ist.
5. Basispapier nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß das Polyisocyanat und/oder das modifizierte Poly
isocyanat kationisch ist.
6. Basispapier nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Polyisocyanat und/oder modifizierte Polyisocyanat Amino
gruppen enthält.
7. Basispapier nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeich
net, daß das Polyisocyanat und/oder modifizierte Polyisocya
nat in einer Menge von 0,5 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Pa
piermasse eingesetzt sind.
8. Basispapier nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Menge 2 bis 20 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Papier
masse.
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DE (1) | DE4444489A1 (de) |
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EP0717145A1 (de) | 1996-06-19 |
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