DE69206200T2

DE69206200T2 - Dekorativer beschädigungssicherer Mehrschichtstoff mit ausgezeichnetem Aussehen und Reinigungsmöglichkeit und Verfahren zu seiner Herstellung.

Info

Publication number: DE69206200T2
Application number: DE69206200T
Authority: DE
Inventors: Donald Joseph Albrinck; Ronald James Keeling
Original assignee: Formica Corp
Current assignee: Formica Corp
Priority date: 1991-06-21
Filing date: 1992-05-27
Publication date: 1996-05-02
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: EP0519242B2; JPH05237972A; JP2660135B2; EP0519242B1; CA2063480C; DE69206200D1; AU1301592A; NO922438D0; KR930000264A; DK0519242T3; FI922601A0; FI114302B; US5456949A; NZ242905A; ES2079732T3; KR100203389B1; NO922438L; US5288540A; IE921817A1; AU662514B2

Description

Die Erfindung betrifft allgemein ein beschädigungssicheres Dekorlaminat mit hervorragender Widerstandsfähigkeit gegenüber Verschrammen, Kratzen, Schaben und Abrieb, sowie hervorragendem Aussehen und Reinigungsmöglichkeit, außerdem auf ein Verfahren zu seiner Herstellung. Insbesondere betrifft die Erfindung beschädigungssichere Dekorlaminate unter Verwendung einer Dekorlage, die mit einem abriebfeste Materialien beinhaltenden Überzug aus Melamin-Formaldehydharz gesättigt ist.
Üblicherweise werden Hochdruck-Dekorlaminate aus zwei wesentlichen Schichten hergestellt: einer Kernschicht und einer Oberflächenschicht. Die Kernschicht bildet eine Boden- oder Trägerschicht, auf der die andere Schicht aufgebondet wird. Bei der üblichen Hochdruck-Laminatfertigung besteht die Kernschicht aus mehreren Zelluloselagen. Die Kernlagen werden üblicherweise aus mit einem Laminierharz imprägnierten Kraftpapier gefertigt. Laminierharze, die üblicherweise für die Kernschicht eingesetzt werden, beinhalten Phenol-, Amino-, Epoxy-, Silikon- und Diallylphthalat-Harze, um nur einige zu nennen. Das industriell bevorzugte Laminierharz für Dekorlaminate ist ein Phenolharz, welches aus der Reaktion von Phenolen mit Formaldehyd gebildet wird.
Über der Kernschicht wird eine Dekorschicht angebracht, bei der es sich im allgemeinen um ein pigmentiertes Alphazellulosepapier handelt, das einen Druck, ein Musterdesign oder massive Farbe enthält, die mit einem Melaminformaldehydharz imprägniert worden ist.
Die ausgehärteten Melaminformaldehydharze sind farblos und lichtbeständig; sie sind resistent gegenüber einer Anzahl von Lösungsmitteln und Färbemitteln; und ihre Hitzebeständigkeit macht sie gegenüber brennenden Zigaretten, kochendem Wasser und erhitzten Behältern bis zu 163ºC (325ºF) beständig. Ohne diese Melaminformaldehydharze würde die Dekorlaminatindustrie so, wie wir sie heute kennen, nicht existieren. Da allerdings diese Harze extrem brüchig sind, bedürfen sie manchmal einer Verstärkung.
Wenn die dekorative Schicht des Laminats ein gedrucktes Muster ist, wird sie mit einem sogenannten Overlay überzogen, wobei es sich um ein hochqualitatives Alphazellulosepapier handelt, das mit einem Melaminformaldehydharz imprägniert ist. Diese Schicht schützt den dekorativen Aufdruck vor externer Beeinträchtigung wie Abriebverschleiß und Reißen, aggressive Chemikalien, Verbrennungen, Verschütten und dergleichen. Es ist vornehmlich das Melaminformaldehydharz, welches für diese Schutzeigenschaften des Laminats sorgt. Das Alphazellulosepapier dient als durchscheinender Träger für das wasserdünne Harz, verleitet dem ziemlich brüchigen Melaminformaldehydharz Festigkeit, hält eine gleichförmige Harzdicke innerhalb des Overlays aufrecht, indem es als Zwischenlage fungiert, und steuert den Harzstrom.
Die Kernschicht, die dekorative Schicht und die (bei Bedarf) Overlay- Oberflächenschicht werden zwischen Stahl-Preßplatten übereinander gelegt und für eine Zeit Druck und Wärme ausgesetzt, die lang genug ist, damit die Laminierharze aushärten können, welche die jeweiligen Schichten imprägnieren. Die erhöhte Temperatur und der erhöhte Druck bringen tatsächlich die imprägnierten Harze innerhalb der Lagen zum Fließen, wodurch das Ganze zu einer einheitlichen Masse verfestigt wird, die man als Laminat bezeichnet. Diese Laminate werden als Oberflächenstoffe für Schalterpiatten, Tischplatten, Möbel, Speicherteile und dergleichen verwendet. Allerdings können diese herkömmlichen Hochdrucklaminate leicht durch Abschaben und Verkratzen beschädigt werden, verursacht durch entlang der Laminatoberfläche rutschende Gegenstände.
Um die Abriebfestigkeit dieser Hochdruck-Dekorlaminate zu verbessern, wurden bislang Abriebmaterialien in der Overlay-Lage oder der massiven Farbdekorlage eingesetzt. Die Abriebmaterialien werden im allgemeinen auf die Alphazellulosematrix aufgebracht oder, in anderen Fällen, mit einem Bindemittel wie z.B. Zellulosefasern oder mikrokristallinen Materialien gemischt, was die Alphazellulose-Overlay-Lage ersetzt. Beschädigungssichere Hochdruck-Dekorlaminate mit Abriebmaterialien sind bekannt. Allerdings erforderten diese beschädigungssicheren Dekorlaminate das Vorhandensein eines Bindematerials, vorzugsweise mikrokristalliner Zellulose, um die Abriebmaterialien an der Overlay- oder Dekorlage zu binden.
Ferner wurden diese beschädigungssicheren Hochdruck-Dekorlaminate mit Hilfe schwieriger und teuerer Mehrschrittverfahren gefertigt, die es erforderlich machen, daß das Abriebmaterial und das Bindemittel in einem getrennten Schritt dem Harzmaterial hinzugegeben werden, und die es erforderlich machten, daß die Dekorlage zuerst mft den Abriebmaterialien und dem Bindematerial überzogen wurde, um anschließend getrocknet zu werden, damit die Abriebmaterialien an der Dekorlage gebunden wurden. Anschließend wurde dann die Dekorlage mit einem hitzehärtbaren Harz imprägniert. Darüberhinaus haben diejenigen beschädigungssicheren Laminate, die die haltbarsten Oberflächen besitzen, im allgemeinen stumpfe, ungleichmäßige und nicht attraktive Oberflächen, die sich rauh anfühlen, Schmutz aufnehmen und halten und schwierig zu reinigen sind.
Es besteht mithin ein Bedarf an einem beschädigungssicheren Dekorlaminat, welche ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Verschrammen, Kratzen und Abschaben aufweist, und das nicht den Einsatz eines Bindematerials zum Binden der abriebfesten Partikel an der Dekorlage erforderlich macht. Darüberhinaus besteht ein Bedarf an einem beschädigungssicheren Dekorlaminat, das ohne das kostenintensive Mehrschrittverfahren hergestellt werden kann, welches separate Beschichtungs- und Trocknungsschritte zum Anbringen der abriebfesten Partikel und des Bindematerials und Imprägnierschritte zum Aufbringen des Harzes erfordert. Außerdem besteht ein Bedarf an einem beschädigungssicheren Laminat, welches ein sehr gleichförmiges Erscheinungsbild und einen attraktiven Glanz aufweist, sich glatt anfühlt und einfach zu reinigen ist.
Zum Stand der Technik gehörige Verfahren zum Fertigen von abriebfesten Dekorlaminaten, wie sie in der US-A-4 255 480 gelehrt werden, erforderten im allgemeinen einen Mehrschritt-Prozeß, bei dem die dekorative Sichtlage zuerst mit einem Bindemittel-Mineral-Gemisch überzogen und dann getrocknet wird, um das abriebfeste Mineral an der Dekorlage zu binden. Die trockene überzogene Dekorlage wird dann mit einem hitzehärtbaren Harz imprägniert. Allerdings verlangt dieser spezielle zum Stand der Technik gehörige Prozeß den Einsatz eines Bindematerials, welches mit dem hitzehärtbaren Harz, nämlich mikrokristalliner Zellulose, kompatibel ist, um die Mineralteilchen an der Dekorlage zu binden. Damit erfordert dieser zum Stand der Technik gehörige Prozeß eine spezifische Binde-Verbindung, die kompatibel ist mit dem hitzehärtbaren Harz, und separate Beschichtungs-, Trocknungs- und Imprägnierschritte, um die abriebfesten Teilchen, das Bindemittel und das Harz hinzuzufügen.
Andere haben die Herstellung von kratzfesten Dekorlaminaten versucht. Beispielsweise lehrt die US-A-4 263 081 die Herstellung eines kratzfesten Laminats, macht es darüber hinaus aber erforderlich, daß eine zweite Schicht aus einem Bindemittel/Mineral-Gemisch unmittelbar unter oder oberhalb der ersten Bindemittel/Mineral-Schicht vorgesehen wird.
Die US-A-4 305 987 betrifft ein abriebfestes Laminat, welches den sich auf Abriebverschleiß, Färbungsmittelbeständigkeit, Wärmebeständigkeit, Schlagbeständigkeit, Dimensionsstabilität und dergleichen betreffenden Normen der National Electric Manufacturers' Association (NEMA) entspricht. Das Patent offenbart ein "stabilisierendes Bindematerial" für das abriebfeste Mineral. Das Patent lehrt außerdem den Einsatz von mikrokristalliner Zellulose als das bevorzugte Bindematerial, welches als Suspendier- oder Bindemittel wirkt und außerdem kompatibel ist mft Melamin- und Polyester-Laminierharzen.
Die US-A-4 327 141 offenbart ein abriebfestes Dekorlaminat, welches den Normen der National Electric Manufacturer's Association (NEMA) entspricht. Das abriebfeste Laminat erfordert eine zusätzliche Schicht Bindematerial unmittelbar unterhalb oder oberhalb des abriebfesten Überzugs.
Die US-A-4 395 452 offenbart eine Drucklage für den Einsatz bei der Herstellung von abriebfesten Dekorlaminaten und erfordert das Vorhandensein von Bindematerial "in einer ausreichenden Menge zum Binden und Stabilisieren" des abriebfesten Minerals an der Oberfläche der Papierlage.
Die US-A-4 400 423 offenbart außerdem eine Drucklage zur Verwendung bei der Herstellung von abriebfesten Dekorlaminaten, offenbart jedoch zusätzlich den Einsatz einer Zusatzschicht aus Bindematerial unmittelbar oberhalb oder unterhalb der abriebfesten Beschichtung.
Die US-A-4 430 375 lehrt eine Dekorlage für den Einsatz bei der Fertigung von abriebfesten Dekorlaminaten und den Einsatz eines Bindematerials. Zusätzlich offenbart der Prozeß zum Fertigen des Laminats einen separaten Trocknungsschritt, um die Bindung der abriebfesten Mineralteilchen an der Dekorlage zu verbessern.
Die US-A-4 499 137 offenbart ein stoßbeständiges Dekorlaminat unter Verwendung eines Wachs-Schmiermittels, dessen Schmelztemperatur unter 260ºF liegt, um Schleier in dem Laminat zu vermeiden.
Die US-A-4 517 235 und die US-A-4 520 062 offenbaren einen abriebfesten Überzug für Dekorlaminate, in denen ein Bindemittel/Mineral- Überzug von einer Formfläche oder einem flexiblen Band auf die Oberfläche des Laminats übertragen wird. Zusätzlich wird ein Transfer-Träger offenbart, der ein nicht-harzförmiges Bindematerial und Mineral- Abriebteilchen enthält.
Die US-A-4 532 170 offenbart eine Vorderlage für ein stoßfestes Dekorlaminat mit einem teilchenförmigen Schmiermittel und einem Bindematerial für die Schmiertellchen, jedoch ohne oxidiertes Wachs und Silikonharzschmiermittel.
Die US-A-4 567 087 lehrt ein stoßbeständiges und abriebfestes Dekorlaminat mit abriebbeständigen Partikeln, Bindematerial für die Partikel und einem Schmiermittel, das nicht ein oxidiertes Wachs oder ein Silikonharz ist.
Die US-A-4 713 138 offenbart ein Einzelschritt-Verfahren zum Herstellen einer Sichtlage zur Verwendung als die oberste Lage bei der Herstellung eines abriebfesten Dekorlaminats. Das Verfahren lehrt ein Bindematerial für das Mineral, welches (1) den nachfolgenden Laminierbedingungen standhält, (2) mit dem hitzehärtbaren Harz kompatibel ist, (3) in einer Menge vorhanden ist, die ausreicht, das abriebbeständige Mineral an der Oberfläche eines nicht-gesättigten Papierbogens zu binden und (4) die abriebfesten Mineralteilchen in dem flüssigen hitzehärtbaren Harz suspendiert.
Die US-A-4 741 946 offenbart stoß- und abriebfeste Dekorlaminate, bei denen fein unterteilte Schmierwachspartikel in oder sehr nahe an der Oberfläche des massiv gefärbten Dekorpapiers inkorporiert sind. Das Schmiermittel wird als ein Mittel offenbart, das nicht ein oxidiertes Wachs oder Silikonharz ist.
Die EP-A-0 219 769 (=US-A-4 880 689) offenbart ein Dekorlaminat mit einem Überzug entweder aus Aluminiumoxid oder Zirkonoxid, aufgebracht auf eine weitere Abriebbeschichtung aus Kieselerde. Die EP-A-0 472 036 zeigt ein verschleißbeständiges Laminat ohne irgendwelche beschichteten Tellchen (die EP '036 wurde nach dem Prioritätszeitrang der vorliegenden Anmeldung offenbart).
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Laminat zu schaffen, welches hervorragende Beständigkeit gegenüber sämtlichen bekannten Arten körperlicher Beschädigung der Oberfläche aufweist, die ein Verkratzen oder eine Verunstaltung hervorrufen. Dies beinhaltet das Abschaben durch einen relativ scharfen Gegenstand mit etwa der gleichen Härte wie das Laminat, was zu einer blanken Markierung (polierter Streifen) oder zu einer Kreidemarkierung (Übertragung von Material von dem abreibenden Gegenstand auf das Laminat) führt; das Verschrammen durch einen sehr scharfen Gegenstand von etwa der gleichen Härte wie der Sandstein in dem Laminat, was zu einer Nut weggepflügten Materials führt; und Verkratzen beispielsweise in Form einer Reihe sehr dicht beabstandeter Kratzer, verursacht durch sehr viele feine Teilchen von etwa der gleichen Härte wie der Sand in dem Laminat, beispielsweise in Schliefpapier enthalten, durch ein Scheuerkissen oder durch Schmutz aus der Luft, der unter einem Werkzeug erhalten wird, welches dazu dient, ein Laminat herzustellen, oder durch einen Gegenstand, der über ein installiertes Laminat rutscht.
Erreicht wird dieses Ziel durch die Merkmale des Anspruchs 1. Der Verfahrensanspruch 9 definiert, wie ein derartiges Laminat gefertigt wird.
Die Erfindung schafft die oben erwähnte hervorragende Beständigkeit gegenüber Verschrammen, Verkratzen, Abschaben und Abrieb bei einem Laminat mit einem sehr gleichmäßigen, gleichmäßig fein strukturiertem Finish, welches einen Oberflächenglanz von etwa 14 (60º NEMA-Glanz) bietet.
Die Erfindung schafft außerdem die oben erwähnte hervorragende Beständigkeit gegenüber Verschrammen, Verkratzen, Abschaben und Abrieb bei einem Laminat, welches nicht den Einsatz eines Bindematerials benötigt, um die abriebfesten Teilchen an der Dekorlage zu binden.
Das beschädigungssichere Dekorlaminat läßt sich ohne einen kostenintensiven mehrstufigen Prozeß herstellen, der separate Beschichtungs- und Trocknungsschritte enthält, um die abriebfesten Teilchen und das Bindematerial zum Haften zu bringen, und Imprägnierschritte zum Aufbringen des Harzes erfordert.
Das beschädigungssichere Dekorlaminat besitzt einfache Reinigungsmöglichkeit.
Erfindungsgemäß wurde das neue beschädigungssichere Hochdruck- Dekorlaminat entwickelt, welches nicht einen Binder verwendet, und welches ohne eine kostenintensive Mehrschritt-Beschichtung, -Trocknung und -Imprägnierung zum Anbringen des abriebfesten Materials, des Bindemittels und des Harzes hergestellt werden kann. Darüber hinaus besitzt das Laminat hervorragende Widerstandsfähigkeit gegenüber Verschrammen, Verkratzen, Abschaben und Abrieb, und besitzt ein sehr gleichförmiges Aussehen und einfache Reinigungsmöglichkeit.
Die beschädigungssicheren Dekorlaminate mit der hervorragenden Beständigkeit gegenüber Verschrammen, Verkratzen, Abschaben und Abrieb verwenden eine Beschichtungsformulierung, die ein hitzehärtbares Harz enthält; abriebfeste Teilchen mit einer Teilchengröße und in einer Konzentration, die ausreichen, um für die Abriebbeständigkeit zu sorgen; ein Verbindungsmittel in einer Menge, die von der Konzentration der abriebfesten Teilchen abhängt; ein Verdickungsmittel in einer Menge, die ausreicht, die abriebfesten Teilchen zu suspendieren; und ein Schmiermittel in einer Konzentration, die ausreicht, um die Festigkeit gegenüber Abschaben für das Dekorlaminat zu gewährleisten.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das beschädigungssichere Dekorlaminat verwendet ein Überzugs-Zusammensetzungsgemisch aus Melaminformaldehydharz und abriebfestem Material, vorzugsweise Aluminiumoxid-Teilchen. In ihrer beanspruchten Form setzt sich die Harzüberzugszusammensetzung zusammen aus einem Gemisch aus Aluminiumoxidteilchen mit einer Teilchengröße von etwa 15 Mikron bis etwa 45 Mikron. Die mittlere Teilchengröße beträgt etwa 30 Mikron. Die Konzentration von Aluminiumoxidteilchen in der Harz überzug-Zusammensetzung hängt von der Größe der zu beschichtenden Oberfläche ab. Für eine ausreichende Beschädigungsfestigkeit sollte allerdings die Konzentration der Aluminiumoxidteilchen etwa 8 bis 12 g pro Quadratmeter Oberfläche betragen. Darüber hinaus sind die Aluminiumoxidteilchen vorab beschichtet mit einem Aminosilan-Verbindungsmittel, beispielsweise dem Dow Corning Z6020 oder dem Union Carbide A-1120. Unerwartete Vorteile ergaben sich, als der Harzüberzug-Zusammensetzung das Silan-Verbindungsmittel hinzugegeben wurde. Zuerst ergab sich, daß das Silan-Verbindungsmittel die Oberflächenreibung des Laminats um etwa 10 % herabsetzte und es so ermöglichte, daß Abrieb-Gegenstände leichter über die Oberfläche des Laminats gleiten konnten. Wenn zweitens höhere Konzentrationen von Aluminiumoxidteilchen verwendet werden, erscheinen häufig Schleier in dunkelfarbigen Laminaten. Es wurde allerdings herausgefunden, daß die Zugabe des Silan-Verbindungsmittels diese Schleier in dunkelfarbigen Laminaten eliminiert.
Zusätzlich enthält die Harzüberzug-Zusammensetzung zwischen etwa 0,05 % bis etwa 0,25 % Xanthangummi-Verdickungsmittel und zwischen etwa 0,05 bis etwa 0,25 % Polyethylenglykoldistearat. Vorzugsweise enthält die Harzüberzugs-Zusammensetzung etwa 0,1 % Xanthangummi-Verdickungsmittel und etwa 0,1 % Polyethylenglykoldistearat. Das Melaminformaldehydharz kann auch mit einem Plastifizierer und einem Säure-Katalysator modwrziert werden, wenn ein flexibleres beschädigungsfestes Laminat erwünscht ist. Der bevorzugte Katalysator ist Paratoluol-Sulfonsäure. Allerdings kann als Katalysator jede Art von Säure wie Magnesiumbromid, Salzsäure, Schwefelsäure oder dergleichen verwendet werden.
Ein Alginat-Dickungsmittel wie Xanthangummi, das in der Harzüberzug- Zusammensetzung enthalten ist, dient zum Suspendieren der Abriebpartikel. Das Polyethylenglykol-Distearat, das in der Harzüberzugs- Zusammensetzung enthalten ist, dient zum Erhöhen des Oberflächenschlupfs und zum Verbessern der Abschabfestigkeit des Laminats. In der Harzüberzug-Zusammensetzung verwendetes Polyethylenglykol- Distearat ist das bevorzugte Schmiermittel, da es für Abschabbeständigkeit sorgt. Zinkstearat und andere Schmiermittelverbindungen wurden hinsichtlich der Abschabbeständigkeit untersucht, erwiesen sich aber als weniger effektiv.
Die Überzugszusammensetzung kann außerdem eine geringe Menge (0,01 bis 0,1 %) eines oberflächenaktiven Mittels enthalten, welches dazu ausgebildet ist, die Oberflächenspannung des Überzugs zu vernngern und eine glatte und gleichförmige Verteilung des Uberzugs zu gewährleisten. Ein Beispiel für ein derartiges Mittel ist Silwet (Wz) L-77 von Union Carbide Co.. L-77 ist ein Dimethylpolyoloxan.
Das beschädigungssichere Hochdruck-Dekorlaminat gemäß der Erfindung wird mit Hilfe eines einen Schritt umfassenden Überzugs-/Sättigungs-Prozesses hergestellt, bei dem die abriebfesten Partikel mit einer Teilchengröße von etwa 15 Mikron bis etwa 45 Mikron bei einer mittleren Teilchengröße von etwa 30 Mikrometer direkt in der Melamin- Formaldehydharz-Überzugszusammensetzung suspendiert sind. Die Melamin-Formaldehydharz-Überzugszusammensetzung, welche die abriebfesten Aluminiumoxidteilchen enthält, wird direkt auf die Oberseite eines dekorativen Alphazellulosepapiers aufgebracht, wobei vorzugsweise ein Zerstäubungsröhrchenapplikator verwendet wird. Mit dem Zerstäubungsröhrchenapplikator wird die Harzüberzugszusammensetzung auf eine dekorative Papierlage aufgebracht, indem ein Zerstäubungsröhrchen mit zahfreichen Löchern verwendet wird, um die Harzüberzugszusammensetzung gleichmäßig auf die Oberseite des dekorativen Papiers aufzusprühen. Etwa 50 bis etwa 80 % der gesamten erforderlichen Harzmenge wird durch diesen Überzugsschritt aufgebracht, so daß das fertige Laminatprodukt etwa 8 bis 12 g pro Quadratmeter an abriebfesten Aluminiumoxidteilchen enthält.
Dann wird die mit Harz imprägnierte Dekorlage weiter beschichtet oder gesättigt mit Hilfe eines Überzugs aus einer "reinen" Melamin-Formaldehydharz-Überzugszusammensetzung, die keinerlei abriebfeste Aluminiumoxidteilchen enthält, wobei sie alternativ mit einer Harzüberzugzusammensetzung beschichtet werden kann, die etwa 5 % abriebfeste Aluminiumoxidteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 3 Mikron enthält. Unabhängig davon, ob diese Überzugs-Harzzusammensetzung die abriebfesten Aluminiumoxidpartikel enthält, enthält diese Überzugs-Harzbeschichtungszusammensetzung etwa 0,1 bis etwa 0,2 % eines Alginat-Verdickungsmittel, wie z.B. Xanthangummi, um die Beschichtbarkeit zu verbessern, und etwa 0,1 bis etwa 0,2 % Polyethylenglykol-Distearat, das als ein Oberflächenschmiermittel fungiert, um die Reibung durch Abrieb weiter zu verringern. Das beschadigungssichere Dekorlaminat laßt sich entweder mit oder ohne einen Zwischen-Trocknungsschntt zwischen dem anfänglichen Aufbnngen der die abriebbestandigen Aiuminiumoxidteilchen enthaltenden Harzzusammensetzung und dem anschließenden Beschichten zum Aufbringen der Überzug- Harzzusammensetzung hergestellt werden.
Das beschichtete Dekorpapier und mindestens eine Rücklage werden getrocknet und dann durch Wärme und Druck unter Einsatz konventioneller Laminiermethoden zu einem beschädigungssicheren Hochdruck- Dekorlaminat verfestigt, welches exzellente Beständigkeit gegenüber Verschrammen, Kratzen, Abschaben und Abrieb ebenso wie gleichförmiges Erscheinungsbild und hervorragende Reinigungsmöglichkeit aufweist.
Um die Besonderheiten der vorliegenden Erfindung noch weiter zu definieren, werden die nachfolgenden Beispiele angeboten, welche das beschädigungssichere Hochdruck-Dekorlaminat veranschaulichen sollen, außerdem wird das Verfahren zum Erzeugen des Laminats angegeben, wobei die Besonderheiten der vorliegenden Erfindung nicht eingeschränkt werden sollen.

BHSPIEL 1

Proben eines verschleißfesten Laminats mit einem matten Finish wurden neun unterschiedlichen Prüfprozeduren unterzogen, um die Beständigkeit gegenüber Verschrammen, Verkratzen, Abschaben und Abrieb ebenso zu messen, wie die Reinigungsmöglichkeit und das Erscheinungsbild. Die getesteten verschleißfesten Laminatproben enthielten:
(1) Das beschädigungssichere Hochdruck-Dekorlaminat gemäß der Erfindung mit einer dekorativen Lage, die mit einer Harzüberzugszusammensetzung imprägniert war, welche abriebfeste Aluminiumoxidteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 30 Mikron enthielt, und außerdem mit einer "reinen" Harzüberzugszusammensetzung imprägniert war, die keine abriebfesten Aluminiumoxidteilchen enthielt.
(2) Ein verschleißbeständiges Hochdruck-Dekorlaminat mit einer Dekorlage, die mit einer Harzüberzugszusammensetzung imprägniert war, welche ein Gemisch aus zwei Teilen abriebfesten Aiuminiumoxidteilchen einer Teilchengröße von etwa 25 Mikron und einem Teil abriebfesten Aluminiumoxidteilchen mit einer Teilchengröße von etwa 3 Mikron enthielt.
(3) Ein verschleißfestes Hochdruck-Laminat, bekannt als NEVAMAR ARP .
Jede der oben beschriebenen Laminatproben wurde folgenden Testprozeduren unterzogen:

I. Schleifpapier-Reibungstest

Dieser Test war dazu ausgelegt, die Einfachheit zu messen, mit der ein stark abreibender Gegenstand über die Laminatoberfläche bewegt werden konnte, um auf diese Weise die Haltbarkeit des Laminats während rauher Herstellungsvorgänge anzugeben, bei denen das Laminat zu einem speziellen Endprodukt verarbeitet wird.
Jede der drei oben beschriebenen Laminatproben wurde einem quadratischen, unter einem Metallblock angeordneten groben Aluminiumoxid- Schleifpapier mit einer Fläche von 6,4 x 6,4 cm (2 1/2" x 2 1/2") ausgesetzt. Anschließend wurde der Block mit einem Gewicht von 10 Pfund (4,54 kg) belastet. Der Block mit dem Gewicht und dem Schleifpapier wurde dann über das Laminat mit einer Geschwindigkeit von etwa 50" (127 cm) pro Minute über eine Strecke von 7" (17 cm) unter Verwendung einer Kraftmeßeinrichtung gezogen. Gemessen wurden die minimale, die maximale und die mittlere Reibungskraft. Je geringer die sich ergebende Zahl, desto einfacher konnte der Reibgegenstand über das Laminat gezogen werden, und umso haltbarer war das Laminat bei Fertigungsarbeiten.
Die Ergebnisse sind unten in Tabelle I angegeben. TABELLE 1 Probe Mittel (lbs/kg) Bereich (lbs/kg)
Die Ergebnisse nach Tabelle 1 zeigen, däß das erfindungsgemäße Laminat beständiger gegen eine Abriebbeschädigung ist als jeder der anderen Laminatproben.

II. Glasschrammtest

Dieser Test war so ausgelegt, daß die Leichtigkeit gemessen wurde, mit der ein Laminat unter Verwendung eines Materials ähnlicher Schärfe und Härte wie dem üblichen Siliziumoxid, bei dem es sich um den gewöhnlichen Schrammen bildenden Anteil in Luft-Schmutz handelt, verschrammt werden konnte. Schrammen sind sehr dünne Linien, für gewöhnlich einige Zoll lang und weit voneinander beabstandet. Durch das verschrammende Mittel wird Material herausgepflügt, und die Vertiefung in der Laminatoberfläche läßt sich üblicherweise ertasten, indem man mit einem Fingernagel darüberstreicht.
Jede der drei oben beschriebenen Laminatproben wurde viermal mit der Kante eines Mikroskop-Glasplättchens geritzt (Fisher brand Cat. No. 12-550A 75 x 25 mm - nicht-mattiert) das in einer Vorrichtung gehalten wurde, auf die Lasten von 25, 50, 100 und 200 Gramm aufgebracht werden konnten. Die Laminatoberflächen wurden visuell betrachtet, und die sich ergebenden Oberflächenschrammen wurden in eine von 0 bis 3 reichende Intensitätsskala folgendermaßen eingereiht:
0 = unter diesen Bedingungen keine sichtbare Markierung
1 = schwache Schramme, sichtbar bei Kippen in einem kritischen Betrachtungswinkel
2 = sichtbare Schramme, die bei einem kritischen Betrachtungswinkel verschwindet
3 = Schramme, die mühelos bei jedem Winkel unter diesen Betrachtungsbedingungen sichtbar ist.
Die Ergebnisse für jede Schramme wurden dann mit 8, 4, 2 bzw. 1 als Wichtungsfaktoren für jede der einzelnen Gramm-Lasten multipliziert, und dann wurden die Ergebnisse für sämtliche Schrammen auf der speziellen Laminatprobe zusammengerechnet. Die Ergebnisse sind unten in Tabelle II angegeben.

III. Kratztest

Es wurde die Kratzfestigkeit jeder der Laminatproben durch Reiben der Laminatoberfläche unter gesteuerten Bedingungen mit einem Breittuch (Scotch-Brite-Scheuerkissen) festgestellt, und dann wurde die Änderung des Oberflächenglanzes des verkratzten Bereichs im Vergleich zum ursprünglichen Oberflächenglanz gemessen. Die Änderung des Oberflächenglanzes wurde mit einem 60º-Glanzmeßgerät gemessen, welches hergestellt wird von Gardner Laboratory Division, Bethesda, Maryland.
Die Kratzfestigkeit jeder Laminatprobe wurde folgendermaßen berechnet:
G = 100 x (ursprünglicher Glanz - späterer Glanz)/(ursprünglicher Glanz)
Die Kratzfestigkeit hat die Neigung, unproportional von dem ursprünglichen Hintergrundglanz des Laminats abzuhängen. Je glänzender das Laminat ist, desto höher ist der G-Wert. G ist die prozentuale Glanzänderung, (Kratzfestigkeit). Im allgemeinen erscheint ein %-G von weniger als 10 % als sehr geringe Beschädigung der Laminatoberfläche. Ein Polieren (Oberflächenglanz-Zunahme) tritt als negativer Wert in Erscheinung.
Die Ergebnisse der Kratzfestigkeit für jede Laminatprobe sind unten in Tabelle II angegeben.

IV. Abschabtest

Dieser Test wurde mit der Absicht vorgenommen, die Wahrscheinlichkeit zu messen, mit der die Oberfläche eines Laminats, die von der scharfen Ecke der Oberfläche eines anderen Laminats abgeschabt wird, ausgegraben wird. Eine Abschabung ist ein langer, schmaler Streifen, der möglicherweise als polierte (einen höheren Glanz aufweisende) oder als weibliche, kalkige Markierung in Erscheinung tritt.
Jede der Laminatproben wurde für einen Zyklus und für fünf Zyklen unter Verwendung einer scharfen Dekorlaminat-Ecke, die mit einem 2 kg schweren Gewicht belastet war, geschabt. Die Laminatoberflächen der Proben wurden visuell betrachtet, und die Oberflächenabschabungen wurden folgendermaßen eingestuft:
0 = keine sichtbare Markierung
1 = eine polierte Markierung (mit höherem Glanz), die verschwindet, wenn die Probe in verschiedene Winkel verdreht wird.
2 = eine polierte Markierung, die für sämtliche Betrachtungswinkel sichtbar ist,
3 = eine Kreidemarkierung, die verschwindet, wenn die Probe in verschiedenen Winkeln gedreht wird.
4 = eine Kreidemarkierung, die für sämtliche Betrachtungswinkel sichtbar ist.
Wenn die Abschabung "sprang", beispielsweise von poliert zu kreideartig oder von poliert in den verschwundenen Zustand, wurde die Abschabung in die schwerwiegendste Abschabung eingestuft.
Die Ergebnisse des Tests wurden zusammengerechnet und für sämtliche Abschabungen auf der speziellen Laminatprobe gemittelt. Die Ergebnisse erscheinen unten in Tabelle II.

V. Abriebtest

Dieser Test diente zum Messen der Fähigkeit der Oberfläche eines verschleißfesten Hochdruck-Dekorlaminats, seine Gestaltung und Farbe beizubehalten, wenn es einem Abriebverschleiß unterzogen wurde.
Jede der Laminatproben wurde gleichmäßig für eine fixe Anzahl von Zyklen unter Verwendung eines 180-Aluminiumoxid-Schleifpapiers abgerieben. Die sich ergebende Nutentiefe in der Laminatoberfläche wurde gemessen, um die Abriebfestigkeit festzustellen. Die Ergebnisse des Abriebfestigkeitstests sind unten in Tabelle II zusammengefaßt.

VI. Glanztest

Der Glanz der Oberfläche des beschädigungsfesten Dekorlaminats wurde bei 60º mit einem Gardner-Glanzmeßgerät unter Verwendung der NEMA LD 3-1985 3.13-Verfahren gemessen. Die Ergebnisse des Glanztests sind unten in Tabelle II zusammengefaßt. TABELLE II mittlere Abschabung (0 - 4) Probe mittlere Schramme (0-45) mittlere Kratzer (% G) Abrieb (mils/ um) mittlerer Glanz 1 Zyklus 5 Zyklen

VII. Tast-Prüfung

Diese Prüfung wurde durchgeführt, indem die Fingerspitzen leicht über die Laminatoberfläche bewegt und das Gefühl sowie der Ton beobachtet wurden. Die Ergebnisse der Tast-Präfung sind in Tabelle in zusammengefaßt.

VIII. Aluminiumdosenprüfung

Diese Prüfung wurde durchgeführt, indem eine feuchte Aluminiumdose zehnmal rasch über die Laminatoberfläche bei einer nach unten gerichteten Kraft von 5 lbs (2,27 kg) vor und zurück gerutscht wurde. Der graue Metallabrieb von der Dose wurde dann durch Reinigen von dem Laminat mit Seifenwasser entfernt, und es wurde das Ausmaß der verbliebenen Verschmierung betrachtet.
Die Ergebnisse der Aluminiumdosenprüfung sind in Tabelle in zusammengefaßt.

IX. Bleistiftmarkierungs-Prüfung

Diese Prüfung wurde durchgeführt, indem die Laminatoberfläche mit einer Linie von einem Bleistift der Größe Nr. 2 markiert wurde. Die Bleistiftlinie wurde dann von dem Laminat mit Seife und Wasser entfernt, und es wurde die verbliebene Markierung betrachtet.
Die Ergebnisse der Bleistiftprüfung sind in der Tabelle III zusammengefaßt. TABELLE III Tastprüfung Probe Gefühl Ton Aluminiumdosenprüfung Bleistiftprüfung glatt keiner rauh Gitter Markierung ließ sich einfach entfernen es verblieb deutliche Spur oder Schatten es verblieb deutliche Spur

Claims

1. Beschädigungssicheres Dekorlaminat, umfassend mindestens eine Rückschichtlage und eine darauf laminierte hitzehärtbare, mit Harz imprägnierte Dekorpapierlage, von denen die Dekorpapierlage auf sich einen abriebfesten Überzug aufweist, der ein Gemisch aufweist aus:

abriebfeste Mineralteilchen, die vorab mit einem Silan-Verbindungsmittel überzogen sind und eine Tellchengröße von etwa 15 um bis etwa 45 um aufweisen;

ein Verdickungsmittel zum Suspendieren der abriebfesten Mineralteilchen; und

ein Schmiermittel zur Erzeugung von Kratzfestigkeit.

2. Beschädigungssicheres Dekorlaminat nach Anspruch 1, bei dem das hitzehärtbarer Harz Melamin-Formaldehyd ist.

3. Beschädigungssicheres Dekorlaminat nach Anspruch 1, bei dem die abriebfesten Mineralteilchen Aiuminiumoxid sind.

4. Beschädigungssicheres Dekorlaminat nach Anspruch 1, bei dem die abriebfesten Mineralteilchen in einer Konzentration von etwa 8 bis etwa 10 g pro Quadratmeter Oberfläche vorhanden sind.

5. Beschädigungssicheres Dekorlaminat nach Anspruch 1, bei dem das Verdickungsmittel Xanthangummi ist.

6. Dekorlaminat nach Anspruch 1, bei dem das Schmiermittel [Polyvinylalkohol oder] Polyethylenglykoldistearat ist.

7. Beschädigungssicheres Dekorlaminat nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Laminat außerdem einen zusätzlichen Überzug aus einer Harzzusammensetzung enthält, welche abriebfeste Teilchen mit einer Teilchengröße von etwa 3 um oder einen zusätzlichen Überzug aufweist, der reines Harz enthält.

8. Verfahren zum Fertigen von Dekorlaminaten, umfassend die Schritte:

Vorbereiten eines Gemisches eines flüssigen, hitzehärtbaren imprägnierenden Harzes und einer abriebfesten Zusammensetzung, wobei die abriebfeste Zusammensetzung ein Gemisch aufweist aus:

(1) abriebfesten Mineralteilchen, die vorab mit einem Silan-Verbindungsmittel überzogen sind und eine Teilchengröße von etwa 15 um bis etwa 45 um aufweisen, um Abriebfestigkeit zu erhalten;

(2) ein Verdickungsmittel, um die abriebfesten Mineralteilchen zu suspendieren; und

(3) Schmiermittel zur Schaffung von Kratzfestigkeit;

Überziehen und Imprägnieren einer Dekorpapierlage mit dem Gemisch aus dem hitzehärtbaren Harz und der abriebfesten Zusammensetzung, wodurch etwa 50 % bis etwa 80 % der erforderlichen Harzmenge in die Dekorlage hinein imprägniert werden;

Eintauchen der mit Harz imprägnierten Dekorlage in ein hitzehärtbares Harz, wodurch die übrige erforderliche Harzmenge in die mit Harz imprägnierte Dekorlate hineinimprägniert wird; Messen der Gesamt-Harzmenge, die in die Dekorlage hinein imprägniert ist, mit Hilfe einer Meßeinrichtung;

Trocknen der mit Harz imprägnierten Dekorlage; und

Verfestigen der mit Harz imprägnierten Dekorlage unter Verwendung konventioneller Wärme- und Drucklaminiermethoden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die abriebfesten Teilchen Aluminiumoxid sind.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem das Verdickungsmittel Xanthangummi ist.

11. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem das Schmiermittel [Polyvinylalkohol oder] Polyethylenglykoldistearat ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem der Schritt des Eintauchens umfaßt: Eintauchen der mit Harz imprägnierten Dekorlage in ein Gemisch aus hitzehärtbarem Harz und einer abriebfesten Zusammensetzung, welche abriebfeste Teilchen mit einer Teilchengröße von etwa 3 um aufweist, oder Beschichten der Lage mit reinem Harz.