FI68691B - Impregnerat papper samt foerfarande foer dess tillverkning ochanvaendning - Google Patents

Description

1 68691

Kyllästetty paperi sekä menetelmä sen valmistamiseksi ja käyttämiseksi - Impregnerat papper samt förfarande för dess tillverkning och användning 5 Tämä keksintö koskee sentyyppistä kyllästettyä pape ria, joka käsittää paperiradan, joka on kyllästetty kovettavan hartsin esikondensaatilla, joka sisältää täyteainetta. Keksintö koskee myös sopivaa menetelmää kyllästetyn paperin valmistamiseksi sekä sopivaa käyttöä paperille.

10 Kyllästettyjä papereita valmistetaan normaalisti johtamalla paperirata kovetettavan hartsin esikondensaatin liuoksen tai dispersion läpi, jonka jälkeen kyllästetty paperi kuivataan. Täten aikaansaatu tuote on puolivalmiste siinä mielessä, että hartsin ylimääräistä sitoutumiskykyä 15 voidaan käyttää hyväksi paperin kiinnittämiseksi myöhemmin alustaan, joka tavallisesti on puuta tai selluloosaperus-taista komposiittiainetta olevaa puuainetta. Paperia käytetään tällöin levyääneen pinnan jalostamiseksi joko ulkonäön tai kemiallisen tai mekaanisen vastustuskyvyn suhteen. Var-20 sinkin mekaanisen kulutuslujuuden suhteen on ollut tarvetta parantaa kyllästetyn paperin ominaisuuksia hartsin antamien ominaisuuksien lisäksi. Kokeet kulutusta kestävien täyteaineiden lisäämiseksi eivät ole olleet onnistuneita. Niinpä täyteaineet pyrkivät esimerkiksi sedimentoitumaan hyvin 25 pienviskoosisissa kyllästysliuoksissa niin, että niiden koostumus ei tule stabiiliksi tai niin, että paperipinnal-la oleva täyteainepäällyste tulee epätasaiseksi. Lisäksi vaaditaan erittäin hyvä täyteaineen kiinnittyminen hartsi-kerrokseen kulutuskestävyyden parantamiseksi, mikä on ollut 30 vaikeasti saavutettavissa, osittain hartsin ja täyteaineen rajoitetun kemiallisen sitoutumiskyvyn takia ja osittain niiden välisen rajoitetun kosketuspinnan takia. Täyteaine-hiukkaset ovat siis helposti irronneet, eivätkä siis ole mainittavammin lisänneet kulutuslujuutta. Lopuksi asettaa 35 kyllästetyillä papereilla oleva hyvin ohut hartsikerros 2 68691 erityisen suuria vaatimuksia käytettyjen täyteaineiden koko jakautumalle ja hyvin tasaiselle hiukkasten sekoittumiselle hartsiin. Edelläolevista syistä ovat monet täyteaineet osoittautuneet käyttökelvottomiksi kyllästetyn paperin yh-5 teydessä, siitä huolimatta että sama täyteaine on toiminut hyvin muissa yhteyksissä, kuten puristusmassoissa tai yleensä termomuoviperustaisissa tuotteissa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan täyteainetta sisältävä kyllästetty paperi, jolla ei ole edellä 10 esitettyjä epäkohtia. Keksinnön tarkoituksena on erityisesti saada aikaan kyllästetty paperi, jonka kulutuslujuus on entistä parempi, valitsemalla täyteaine, joka kiinnittyy hyvin hartsiin ja joka voidaan helposti sisällyttää ja jakaa siihen. Keksinnön tarkoituksena on myös tarjota keksityn 15 kyllästetyn paperin erityisen sopiva valmistusmenetelmä ja käyttötarkoitus.

Ylläesitetyt tarkoitusperät saavutetaan oheisten patenttivaatimusten osoittamien tunnusmerkkien avulla.

Keksinnön mukaan käytetään epäorgaanisia täyteainei-20 ta, erityisesti silikaatteja, joilla on huomattava huokoisuus, jota patenttivaatimuksissa nimitetään suureksi omi-naispinnaksi. Suuri huokoisuus on suositeltava monesta syystä. Hartsin rajoittunut tunkeutuminen hiukkasiin aiheuttaa suuremman kosketuspinnan hartsin ja hiukkasen vä-25 Iillä ja parannetun mekaanisen kiinnittymisen, josta syystä hiukkaset pysyvät tehokkaammin kiinni hartsikerroksessa. Hiukkasissa oleva hartsi vahvistaa niitä niin, että hiukkasten haurausongelma pienenee, mikä parantaa yleistä kulutuskestävyyttä. Koska huokoiset hiukkaset voidaan saattaa si-30 sältämään ilmaonkaloita hartsiliuoksessa vältetään sedimen-toitumisongelmat huomattavassa määrin kyllästysvaiheen aikana ja valmiin tuotteen valontaittamiskyky ja valkoisuus paranevat. Silikaattiaine kiinnittyy yleensä hyvin käytettyihin hartseihin ja on osoittautunut että kalsiumsilikaa-35 tit erityisesti antavat hyvän kiinnittymiskyvyn formaldehydi-perustaisiin kovettaviin hartseihin ja voivat vaikuttaa re- 3 68691 aktionopeuteen positiivisesti hiukkaspinnan läheisyydessä.

Keksinnön muut tarkoitusperät ja edut ilemenevät seu-raavasta selityksestä.

Sopivia hartseja paperin kyllästämiseksi keksinnön 5 mukaisesti ovat formaldehydiperustaiset kovetettavat hartsit, kuten fenolihartsit, melamiinihartsit tai ureahartsit. Erityisesti fenolihartsit ovat osoittautuneet sopiviksi keksinnön mukaisiin käyttötarkoituksiin. Käytetyn paperin pai- 2 2 no voi olla 10 - 150 g/m ja on sopivimmin 20 - 80 g/m .

10 Sopiva paino kyllästämisen ja kuivauksen jälkeen on 30 - 400 2 2 g/m , mieluimmin 60 - 240 g/m . Vastaavissa sovellutuksissa on yleensä mahdollista käyttää kevyempää paperia, koska se sisältää keksinnön mukaista täyteainetta, mikä ei muulloin ole normaalia.

15 Keksinnön mukaisen täyteaineen hiukkasjakauman on oltava sellainen, että hiukkasten pääasiallisen osan koko on 1 - 100 ym, sopivimmin 10 - 50 ym. Hiukkasten pääasiallisella osalla tarkoitetaan tietysti ainakin 50 % ja sopivimmin ainakin 68 % hiukkasten lukumäärästä. Alle 1 ym kokoiset 20 hiukkaset eivät mainittavammin paranna kulutuskestävyyttä ja yli 100 ym kokoiset hiukkaset aikaansaavat epätasaisen pinnan valmiissa tuotteessa.

Kuten on mainittu on käytettyjen täyteainehiukkasten oltava huokoisia ja niiden huokoisuus sirotustiheyden ja 25 todellisen tiheyden välisenä suhteena ilmaistuna voi olla 0,01 - 0,6, sopivimmin 0,05 - 0,4. Ominaispinnan on oltava suuri, jotta saataisiin aikaan haluttu rajoitettu hartsin 2 tunkeutuminen huokosiin. Sopiva pinta (BET) on 5 - 150 m /g, 2 sopivimmin 15 - 100 m /g. Todellinen tiheys on pidettävä 30 alle 3,5 koska muuten voi esiintyä saostumisongelmia kyllästettäessä. On sopivinta, että täyteaineen reaktio on alkaa-linen, koska tämä helpottaa hartsin kovettumisreaktiota hiukkasten kohdalla ja niiden sisällä.

Käyttökelpoisista epäorgaanisista täyteaineista ovat 35 silikaatit sopivimmat hyvän kulutuslujuuden takia yhdistettynä tyydyttävään kiinnittymiseen käytettyihin hartseihin.

4 68691

Kalsiumia sisältävät silikaatit ovat suositeltavimmat koska ne muun muassa saavat aikaan paremman kiinnityksen hartsiin. Erityisen suositeltavia ovat kalsiumsilikaattihydraatit niiden kovuuden, alkaliteetin ja suuren ominaispinnan mahdol-5 lisuuden takia. Sopivien kalsiumsilikaattihydraattien moo-lisuhteen SiC^/CaO on oltava suurempi kuin 0,7. Moolisuh-teen ei tule ylittää 3,2 ja suhde on sopivimmin 1,0 ja 3,0 välillä. Kideveden ja muiden komponenttien osuuden ei tule ylittää 30 paino-%:a, mieluimmin se saa ylittää 20 paino-%:a. 10 Käyttökelpoinen kalsiumsilikaattihydraatti voidaan valmistaa sekoittamalla piidioksidiraaka-ainetta kalsiumoksidiraaka-aineeseen siten, että moolisuhde on edelläesitetty, suspen-soimalla hienonnetut komponentit veteen, ja keittämällä suspensiota paineessa muutamia tunteja noin 200 - 400°C:n 15 lämpötilassa ja poistamalla tuotteesta tämän jälkeen vesi hehkuttamalla yli noin 800°C:n lämpötilassa. Saadun tuotteen ominaispinta on suuri ja sitä voidaan suoraan käyttää täyteaineena. Pigmenttiä voidaan mahdollisesti lisätä välittömästi ennen käyttöä tai valmistamisen aikana niin, että 20 se sisältyy kiderakenteeseen. Eräs toinen menetelmä värillisen täyteaineen saamiseksi on käsitellä sitä väriaineella ennen käyttöä.

Selitetynlainen täyteaine voidaan lisätä kyllästettyyn paperiin joko lisäämällä se kuitumassaan paperirataa 25 valmistettaessa tai kyllästyshartsiin. Viimeksimainittu on suositeltavampi kulutuskestävyyssyistä.

Täyteainemäärän on oltava 2-40 paino-%:a paperissa olevasta kuivahartsimäärästä ja on sopivimmin 10 - 30 paino-%:a kuivahartsimäärästä.

30 Sopivaa kyllästysliuosta valmistettaessa voidaan täy teaine sekoittaa suoraan valmistettuun esikondensaattiliuok-seen tai -dispersioon. Täyteainetta on tällöin lisättävä hitaasti ja voimakkaasti sekoittaen, koska huokoinen täyteaine muuten muodostaa helposti paakkuja ja saostumia. Tä-35 män vuoksi on suositeltavaa, että täyteaine lietetään erillään hartsiliuoksesta nesteeseen ja että liete tämän jälkeen 5 68691 sekoitetaan hartsiliuoksen kanssa. Jos lietettä varten käytetään puhdasta vettä syntyy helposti ongelmia, johtuen hartsisaostumista täyteainehiukkasten huokosissa, koska hartsin laimentaminen vedellä on yleensä rajoitettu. Tästä 5 syystä on suositeltavinta, että lieteväliaineena on ainakin osittain helposti haihtuvia alkoholeja, kuten metanolia tai etanolia. Lieteväliaineita, hartsiliuoksen koostumusta ja sekoitusolosuhteita valittaessa on huolehdittava siitä, että nestefaasi tunkeutuu vain osittain täyteainehiukkasten 10 huokosrakenteeseen, koska jäljelle jäävät kaasuonkalot muun muassa pienentävät sedimentoimisongelmia positiivisesti edelläesitetyllä tavalla.

Sen jälkeen kun kyllästysliuos on valmistettu voi kyllästäminen tapahtua tavanomaisella tavalla. Paperirata 15 johdetaan kyllästysliuoksen läpi, viedään mahdollisesti muutaman puristustelan yli liian liuoksen kaapimiseksi pois, kulkee kuivatustunnelin läpi, jossa se joutuu kosketukseen lämpimän ilman kanssa, jonka lämpötila on noin 100 - 170°C.

Saatu kyllästetty paperi on puolivalmiste, jota voi-20 daan käyttää normaalilla tavalla, esimerkiksi puuta tai selluloosaperustaista komposiittiainetta olevan levyainek-sen, kuten lastulevyjen, vanerin tai kuitulevyjen päällystämiseksi. Tällöin paperi puristetaan levymäistä alustaa vastaan puristimessa noin 110 -150°C:een lämpötilassa, jol-25 loin hartsi pehmenee, kostuu alustaa vastaan ja kiinnittyy siihen hartsin lopullisen kovettumisen aikana. Keksinnön mukainen kyllästetty paperi on erityisen käyttökelpoista siellä missä vaaditaan suurta kulutuskestävyyttä, kuten lattioissa, kuorma-auton lavoissa tai betonin valumuoteissa. 30 Esimerkki:

Kalsiumsilikaattihydraattijauhetta, jonka hiukkaslä- 2 pimitta oli 1 - 100 ym ja ominaispinta 40 m /g lietettiin vesifaasiin, jossa oli yhtä paljon vettä ja etanolia, niin että lietteen kuiva-ainepitoisuudeksi tuli 50 paino-%:a.

35 Noin 20 paino-osaa lietettä sekoitettiin noin 80 paino-osaan fenoliformaldehydiesikondensaatin vesiliuokseen, jonka kuiva-

Claims (7)

1. Impregnerat papper innefattande en pappersbana, ett förkondensat av en formaldehydbaserad härdplast och fyllmedel, kännetecknat därav, att som fyllmedel använts oor-ganiska partiklar med en storlek fran 1 tili 100 ym och med en specifik yta fran 5 tili 150 m2/g.

1. Kyllästetty paperi, joka käsittää paperiradan, form-aldehydiperustaisen kertamuovin esikondensaatin ja täyteainetta, tunnettu siitä, että täyteaineena on käytetty epäorgaanisia hiukkasia, joiden koko on 1-100 um ja ominais-pinta 5-150 m2/g.

2. Impregnerat papper enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att de oorganiska partiklarna utgörs av kalciumsilikathydrat.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kyllästetty paperi, tunnettu siitä, että epäorgaaniset hiukkaset ovat kalsiumsilikaattihydraattia.

2 68691 ainepitoisuus oli 50 paino-%:a. Pintapaineitaan 25 g/m oleva paperirata johdettiin kyllästysliuoksen läpi, kahden kaa-vintelan välistä ja tämän jälkeen kuivatusalueen läpi, jossa se oli kosketuksessa lämpötilaltaan 130°C:isen ilman kanssa. 2

3. Impregnerat papper enligt patentkravet 2, kännetecknat därav, att molförhallandet mellan SiC>2 och CaO i kalciumsilikathydratet ligger mellan 0,7 och 3,2.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kyllästetty paperi, tunnettu siitä, että Si02:n ja CaO:n moolisuhde kal-siumsilikaattihydraatissa on 0,7-3,2.

4. Impregnerat papper enligt patentkravet 3, k ä n n e-t e c k n a t därav, att molförhallandet ligger mellan 1,0 och 3,0.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kyllästetty paperi, tunnettu siitä, että moolisuhde on 1,0-3,0.

5. Impregnerat papper enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att den specifikä ytan ligger mellan 15 och 100 m2/g.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kyllästetty paperi, tunnettu siitä, että ominaispinta on 15-100 m2/g.

5 Kuivatun radan pintapaino oli 120 m /g. Tämä paperi puristettiin vanerilevyä vastaan noin 2 MPa:n paineella ja 130°C: een lämpötilassa. Päällystetylle levylle suoritettiin ku-lutuskoe ja todettiin, että sen kulutuslujuus oli kolme kertaa suurempi kuin vastaavan levyn, joka ei ollut päällystet-10 ty täyteainetta sisältävällä fenolihartsikerroksella.

6. Impregnerat papper enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att härdplasten i förkondensatet utgö-res av en fenolharts.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kyllästetty paperi, tunnettu siitä, että esikondensaatissa oleva kerta-muovi on fenolihartsia.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kyllästetty paperi, tunnettu siitä, että epäorgaanisten hiukkasten määrä on 10-30 paino-% paperissa olevasta kuivahartsimäärästä.

8. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen kyllästetyn paperin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että valmistetaan formaldehydiperustaisen kertamuovin esikondensaatin vesiliuos tai dispersio, että kooltaan 1-100 ym ja omi- li 7 68691 naispinnaltaan 5-150 m2/g olevia epäorgaanisia hiukkasia Imetetään nestefaasissa, että liete sekoitetaan esikondensaatin vesiliuokseen, että paperi johdetaan seoksen läpi ja että paperi tämän jälkeen kuivataan.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että epäorgaaniset hiukkaset Imetetään veden ja alempiarvoisen alkoholin seokseen.

10. Kyllästetyn paperin käyttäminen, joka käsittää paperiradan, formaldehydiperustaisen kertamuovin esikondensaatin ja epäorgaanisista hiukkasista koostuvan täyteaineen, jonka hiukkaskoko on 1-100 ym ja ominaispinta 5-150 m2/g, puun tai selluloosaperustaisen komposiittiaineen kulutusta kestävänä päällysteaineena.

7. Impregnerat papper enligt patentkravet 1, k ä n n e-