FI75758B

FI75758B - FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SKIVOR.

Info

Publication number: FI75758B
Application number: FI862086A
Authority: FI
Inventors: Pekka Kaehkoenen
Original assignee: Enso Gutzeit Oy
Priority date: 1986-05-19
Filing date: 1986-05-19
Publication date: 1988-04-29
Also published as: FR2598729A1; FR2598729B3; GB8711263D0; DE3716759C2; FI862086A0; SE8702045L; DE3716759A1; FI862086A; FI75758C; SE8702045D0; GB2190628B; GB2190628A

Description

7575875758

MENETELMÄ LEVYJEN VALMISTAMISEKSI - FÖRF ARANDE FÖR FRAM-STÄLLNING AV SKIVORMETHOD OF MANUFACTURING SHEETS - FÖRF ARANDE FÖR FRAM-STÄLLNING AV SKIVOR

Tämän keksinnön kohteena on menetelmä levyjen valmistamiseksi laminoimalla yhteen päällekkäisiä paperikerroksia, jossa menetelmässä huokoiset paperit imeytetään hartsilla ja pinotaan ladelmaksi, joka laminoidaan puristamalla sitä korotetussa lämpötilassa, ja jossa menetelmässä ainakin yhteen kohtaan ladelmassa saatetaan lämmössä pehmenevää adheesioainetta, jonka vaikutuksesta ladelma lohkeaa puristuksen jälkeen osiin niin, että yhden puristuksen tuloksena saadaan ainakin kaksi laminaattilevyä.The present invention relates to a method of making sheets by laminating overlapping layers of paper, in which porous papers are impregnated with resin and stacked into a pellet which is laminated by compression at elevated temperature, and in which a thermoplastic adhesive is applied to at least one location in the pile. that one press results in at least two laminate sheets.

Päällekkäisistä paperikerroksista ja sidehartsista muodostetut laminaattilevyt tunnetaan korkeapainelaminaattina eli ns. ikilevynä. Tällaisia levyjä käytetään pinnoitemateriaa-lina mm. ovissa, seinäpinnoissa ja huonekaluissa. Levyillä voi olla esim. puuta jäljittelevä ulkonäkö, joka aikaansaadaan laminoimalla levyyn päällimmäiseksi puumateriaalin näköiseksi kuvioitu pintapaperi, ns. dekoratiivipaperi.Laminate sheets formed from overlapping layers of paper and bonding resin are known as high-pressure laminates, i.e. ikilevynä. Such sheets are used as a coating material e.g. on doors, wall surfaces and furniture. The boards may have, for example, a wood-mimicking appearance, which is achieved by laminating to the board a surface paper patterned to look like the uppermost wood material, the so-called dekoratiivipaperi.

Korkeapainelaminaattilevyjen pääkomponentin muodostavat ns. runkopaperit, jotka ovat huokoista paperia, kuten kraft-lineria. Runkopaperit imeytetään sidehartsi1la, kuten feno-lihartsilla tai melamiinihartsilla, kuivataan ja ladotaan päällekkäin niin, että syntyy valmistettavien levyjen kokoa vastaavien paperiarkkien muodostama ladelma. Ladelma, josta saadaan tyypillisesti kaksi laminaattilevyä, voi käsittää es-im. kahdeksan päällekkäistä runkopaperiarkkia sekä näiden molemmin puolin olevat pintapaperit, jotka antavat syntyville levyille halutun ulkonäön. Myös pintapaperit on sopivim-min kyllästetty sidehartsi11 a.The main component of high-pressure laminate sheets is the so-called body papers that are porous paper such as kraft liner. The backing papers are impregnated with a binder resin such as phenolic resin or melamine resin, dried and stacked to form a stack of sheets of paper corresponding to the size of the sheets to be produced. The ladle, from which two laminate sheets are typically obtained, may comprise es-im. eight overlapping sheets of body paper and the surface papers on either side of them, which give the resulting sheets the desired appearance. The surface papers are also preferably impregnated with a binder resin11a.

Ladelman puristaminen laminaattilevyiksi tapahtuu kahden vastakkaisen kuumennetun puristinlevyn, ns. kiiltolevyn välissä. Puristimessa saatta olla tällaisia levyvälejä esim. 15 kpl., jolloin samanaikaisesti saadaan puristetuksi vas- 2 75758 taava määrä ladelmia. Puristusaika vaihtelee välillä 7-30 min. ja puristuslämpötila on noin 140°C ladelman paksuudesta ja käytetystä sidehartsista riippuen. Puristuksessa ladelman runko- ja pintapaperit laminoituvat levyiksi, joissa hartsi sitoo päällekkäiset paperikerrokset toinen toisi insa.The pressing of the ladel into laminate sheets takes place between two opposite heated press sheets, the so-called between the glossy plate. The press may have, for example, 15 such plate gaps, whereby a corresponding number of deposits can be pressed at the same time. The pressing time varies between 7-30 min. and the compression temperature is about 140 ° C depending on the thickness of the pellet and the binder resin used. In compression, the backing body and surface papers are laminated into sheets in which the resin binds the overlapping layers of paper to each other.

Jotta ladelma saataisiin puristuksen jälkeen lohkeamaan kahdeksi tai mahdollisesti useammaksi levyksi, on ladelmassa runkopapereiden välissä käytetty erillisiä tarttumista estäviä irroituspapereita. Irroituspaperin toiminta perustuu sen pinnassa olevaan si1ikonikerrokseen, jonka vaikutuksesta ladelmasta syntyvät levyt irtoavat heti puristuksen jälkeen toisistaan. Irroituspaperin haittapuolena on kuitenkin se, että se on helposti rypistyvänä hankalasti käsiteltävä, minkä lisäksi se on kertakäyttöinen; paperi tarttuu puristuksessa toiseen levyyn, josta se on poistettava hiomalla. Irroituspaperin käyttö ylipäätään aiheuttaa ylimääräisiä työvaiheita, jotka lisäävät prosessin kustannuksia.In order to cause the ladle to split into two or possibly more sheets after pressing, separate anti-adhesive release papers have been used between the backing papers in the ladle. The operation of the release paper is based on a layer of silicone on its surface, as a result of which the sheets formed from the peel detach from each other immediately after pressing. However, the disadvantage of release paper is that it is difficult to handle when wrinkled easily, in addition to being disposable; the paper adheres in compression to another plate from which it must be removed by grinding. The use of release paper in general causes additional work steps that increase the cost of the process.

Mainittujen irroituspaperiin liittyvien epäkohtien välttämiseksi on kokeiltu ladelmassa halutussa lohkeamiskohdassa olevien runkopapereiden päällystämistä irroitusaineella, joka muodostuu alginiitista tai sen ja kalsiumkarbonaatin '* seoksesta. Menettely on kuitenkin osoittautunut epävarmaksi, sillä runkopapereissa oleva sidehartsi saattaa tunkeutua irroitusainekerroksen läpi ja aiheuttaa papereiden kiinnittymisen toisiinsa. Irroitusainetta jouduttaisiin irtoamisen varmistamiseksi käyttämään niin runsaasti, että sen kustannukset muodostuisivat kohtuuttomiksi.In order to avoid said disadvantages associated with the release paper, attempts have been made to coat the base papers at the desired cleavage point in the composition with a release agent consisting of alginite or a mixture thereof and calcium carbonate. However, the procedure has proven to be uncertain, as the binder resin in the backing papers may penetrate through the release liner and cause the papers to adhere to each other. The release agent would have to be used in such large quantities to ensure detachment that its cost would be unreasonable.

FI-patenttijulkaisusta 56993 tunnetaan edelleen menetelmä, jossa ladelma varustetaan adheesioaineena toimivalla pääasiassa kiteisessä muodossa olevalla polypropyleenilla, joka aikaansaa ladelman lohkeamisen erillisiksi levyiksi. Julkaisun mukaan ladelmaan saatettavalle, polypropyleenilla päällystettävälle yksittäiselle paperille suoritetaan esim. ns. koronakäsittely polypropyleenin ja paperin välisen adheesion varmistamiseksi, sen jälkeen suoritetaan päällystys 3 75758 ekstruusiomenetelmällä lämpötilassa n. 300°C ja lopuksi polypropyleeni jäähdytetään jäähdytyssy1interin avulla. Menetelmän toimivuus riippuu oleellisesti polypropyleenin pinnan laadusta ja adheesiosta paperiin, sillä polypropylee-nikerroksen tulee pysyä paikallaan päällystystä seuraavien paperin käsittelyvaiheiden aikana.FI patent publication 56993 further discloses a method in which the paste is provided with polypropylene, mainly in crystalline form, which acts as an adhesive, which causes the ladle to be split into separate sheets. According to the publication, the so-called polypropylene-coated individual paper to be placed in the stack is subjected to e.g. corona treatment to ensure adhesion between the polypropylene and the paper, followed by coating by an extrusion process at a temperature of about 300 ° C and finally the polypropylene is cooled by means of a cooling cylinder. The performance of the method depends essentially on the quality of the polypropylene surface and its adhesion to the paper, as the polypropylene layer must remain in place during the paper processing steps following coating.

Tämän keksinnön tarkoituksena on muodostaa uudenlainen menetelmä korkeapainelaminaattilevyjen valmistamiseksi, jossa ladelmasta syntyvät levyt saadaan puristuksen jälkeen ladelmassa käytetyn adheesioaineen vaikutuksesta irtoamaan toisistaan ilman edellämainittuja tunnettujen irroitusrat-kaisujen ongelmia. Tunnusomaista keksinnölle on se, että adheesioaine saatetaan ladelmaan sitomalla kaksi paperiker-rosta adheesioaineella toisiinsa ja sijoittamalla ne ladelmaan päällekkäisten paperikerrosten väliin, jolloin lohkea-minen tapahtuu mainittujen toisiinsa sidottujen paperikerrosten välistä samalla kun kyseiset kerrokset laminoituvat puristuksessa osaksi syntyviä levyjä.The object of the present invention is to provide a new method for producing high-pressure laminate sheets, in which the sheets formed from the mold are made to separate from each other after compression by the adhesive used in the mold without the above-mentioned problems of known release solutions. The invention is characterized in that the adhesive is introduced into the pile by bonding the two paper layers with the adhesive together and placing them in the pile between overlapping paper layers, whereby the splitting takes place between said bonded paper layers while these layers are laminated in part.

Keksinnöllä edellä mainittuun tunnettuun tekniikkaan nähden saavutettava etu on erityisesti siinä, että adheesioaineen levitys on saatu kytketyksi elimelliseksi osaksi jatkuvaa levynvalmistusprosessia. Kun adheesioaine heti levityksen jälkeen joutuu kahden sopivimmin teloilla yhteenpuristetta-van paperikerroksen väliin, voidaan saatua adheesioaineen sisältävää paperiyhdistelmää heti siirrellä ja tarvittaessa leikellä samaan tapaan kuin muita ladelmaan tulevia paperi-kerroksia tarvitsematta odottaa adheesioaineen jähmettymistä. Adheesioaine nimittäin pitää paperikerrokset riittävässä määrin toisiinsa sidottuina siksi, että ne on saatu siirretyiksi puristettavaan ladelmaan. Sen jälkeen merkityksellisiä ovat ainoastaan adheesioaineen irroitusominaisuudet eli aineen kyky aikaansaada puristetun ladelman lohkeaminen erillisiksi levyiksi.The advantage of the invention over the above-mentioned prior art is in particular that the application of the adhesive is made integrated as an integral part of the continuous sheet production process. When the adhesive immediately after application is sandwiched between two layers of paper, preferably compressed by rolls, the resulting adhesive-containing paper assembly can be immediately transferred and, if necessary, cut in the same manner as other paper layers without having to wait for the adhesive to solidify. Namely, the adhesive keeps the paper layers sufficiently bonded to each other because they have been transferred to the compression set. Thereafter, only the release properties of the adhesive are relevant, i.e. the ability of the material to cause the compressed pellet to split into discrete sheets.

Keksinnössä käytetyn pehmenevän adheesioaineen irroitusvai-kutus perustuu pääasiassa siihen, että adheesioaine on paperikerrosten välissä kalvona, joka toimii esteenä side- 4 75758 hartsin tunkeutumiselle mainittujen paperikerrosten väliin, josta syntyvät levyt puristuksen jälkeen lohkeavat irti toisistaan. Viime kädessä levyjen irtoamisen aiheuttaa pehmentyneen tai sulaneen adheesioaineen alentunut sidonta-kyky sekä imeytymisestä johtuva aineen määrän oleellinen väheneminen syntyvien levyjen välissä.The release effect of the softening adhesive used in the invention is mainly based on the fact that the adhesive is present between the paper layers as a film which prevents the penetration of the bonding resin between said paper layers, from which the resulting sheets split apart after compression. Ultimately, the release of the sheets is caused by the reduced binding capacity of the softened or melted adhesive and the substantial reduction in the amount of material between the resulting sheets due to absorption.

Ädheesioaineena voidaan edullisesti käyttää polymeerejä, joiden sulamia- tai pehmenemislämpötila (DIN 52011:n mukaisesti määritetty pehmenemispiste) on alhaisempi kuin lami-noinnissa käytetty puristuslämpötila. Esimerkkejä tällaisista polymeereistä ovat isotaktinen polypropyleeni, ataktinen polypropyleeni ja low-density (LD)-polyeteeni. Sopiviksi adheesioaineiksi on kuitenkin havaittu myös vahat, esim. ns. mikrovaha, sekä polymeerien ja vahojen seokset.Polymers with a melting or softening temperature (softening point determined in accordance with DIN 52011) lower than the compression temperature used in lamination can be advantageously used as the adhesion agent. Examples of such polymers are isotactic polypropylene, atactic polypropylene and low-density (LD) polyethylene. However, waxes have also been found to be suitable adhesives, e.g. microwax, and mixtures of polymers and waxes.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin esimerkin avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, joka esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaista levynvalmis-tusprosessia.The invention will now be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawing, which schematically shows a sheet manufacturing process according to the invention.

Piirustuksen mukaisella prosessilla valmistetaan toiselta puolelta pintakäsiteltyjä korkeapainelaminaattilevyjä kraft-lineria olevista runkopapereista, niiden päällä olevista pintapapereista sekä paperit toisiinsa sitovasta fenolihart-sista. Valmistus tapahtuu puristamalla päällekkäisistä paperiarkeista muodostuvaa ladelmaa niin, että yhden puristuksen tuloksena saadaan kaksi laminaattilevyä.The process according to the drawing produces, on the other hand, surface-treated high-pressure laminate sheets from kraft-liner backing papers, surface papers on top of them and papers from interlocking phenolic resin. The production takes place by pressing a stack of overlapping sheets of paper so that one press results in two laminate sheets.

Piirustuksen mukaan fenolihartsi1la imeytetylle ja kuivatulle runkopaperirainalle 1 levitetään pyörivän telan 2 avulla säiliössä 3 olevaa sulaa ataktista polypropyleeniä, joka toimii prosessissa adheesioaineena. Adheesioaine jää Tainalle 1 ohueksi kerrokseksi, jota vasten johdetaan toinen vastaavasti fenolihartsilla käsitelty runkopaperiraina 4. Telat 5 painavat rainat 1 ja 4 vastatusten, ja jähmettyvä adheesioaine sitoo ne kiinni toisiinsa. Telojen 5 jälkeen rainat leikataan leikkurilla 6 arkeiksi 7, jotka vastaavat kooltaan prosessilla tuotettavia laminaattilevyjä. Kutakin 5 75758 mainittua arkkia 7 vasten tuodaan sen molemmin puolin samansuuruisia fenolihartsi1la käsiteltyjä ja kuivattuja runko-paperiarkkeja 8 niin, että mainittu arkki 7 jää runkopaperi-arkkien 8 väliin. Arkeista 7, 8 syntyy täten ladelma 9, johon sijoitetaan molemmin puolin uloimmaksi laminattilevyn pinnan muodostava pintapaperiarkki 10, joka on käsitelty fenolihartsi1la tai melamiinihartsilla. Laminointivaiheessa, joka tapahtuu piirustuksessa viitenumerolla 11 merkityssä kuumennuskammiossa, ladelmaa 9 puristetaan kahden kuumennettavan puristinlevyn 12, ns. kiiltolevyn välissä. Kuumennus-lämpötila, joka voidaan aikaansaada puristinlevyjen 12 kautta johdetun kuumennusnesteen tai levyissä olevien sähkö-vastusten avulla, on välillä 120-180°C, sopivimmin välillä n. 130-150°C. Tässä lämpötilassa fenolihartsi laminoi päällekkäiset paperit kiinni toisiinsa ja adheesioaineena toimiva ataktinen polypropyleeni sulaa ja imeytyy sitä lähinnä oleviin paperiarkkeihin, ts. ladelmien välisiin, Tainoista 1 ja 4 saatuihin runkopaperiarkkeihin 7. Puristusvaiheen jälkeen puristinlevyt 12 vedetään irti puristetusta ladel-masta 9, joka välittömästi lohkeaa sisimpänä olevien, Tainoista 1 ja 4 leikattujen arkkien 7 välistä kahdeksi erilliseksi laminaattilevyksi 13. Mainitut sisimmät runkopaperi-arkit 7 ovat laminoituneet kiinteästi osaksi näitä levyjä.According to the drawing, molten atactic polypropylene in the tank 3 is applied to the phenolic resin impregnated and dried body paper web 1 by means of a rotating roll 2, which acts as an adhesive in the process. The adhesive remains on the Dough 1 in a thin layer, against which a second body paper web 4 treated with phenolic resin, respectively, is passed. The rolls 5 press the webs 1 and 4 against each other, and the solidifying adhesive binds them together. After the rollers 5, the webs are cut by a cutter 6 into sheets 7, the size of which corresponds to the laminate sheets produced by the process. Against each of the 5 75758 said sheets 7, phenolic resin-treated and dried body paper sheets 8 of the same size are introduced on both sides thereof, so that said sheet 7 remains between the body paper sheets 8. The sheets 7, 8 thus form a layer 9, in which a sheet of surface paper 10 forming the surface of the laminate sheet, which has been treated with phenolic resin or melamine resin, is placed on the outermost side on both sides. In the lamination step, which takes place in the drawing in the heating chamber indicated by reference numeral 11, the ladle 9 is pressed against two heated press plates 12, the so-called between the glossy plate. The heating temperature, which can be provided by the heating fluid passed through the press plates 12 or the electrical resistors in the plates, is in the range of 120-180 ° C, preferably in the range of about 130-150 ° C. At this temperature, the phenolic resin laminates the overlapping papers to each other and the atactic polypropylene acting as an adhesive melts and is absorbed into the nearest sheets of paper, i.e. the interstrips between the sheets 7 cut from Tainas 1 and 4 into two separate laminate sheets 13. Said innermost body paper sheets 7 are integrally laminated into these sheets.

Keksinnön mukainen korkeapainelaminaatti1 evyjen valmistus on mahdollista toteuttaa myös jatkuva prosessina, jossa levyn muodostavat paperikerrokset kulkevat prosessin läpi jatkuvina rainoina ja jossa rainan muodossa saatavat laminaatit vasta puristuksen jälkeen paloitellaan haluttua kokoa oleviksi levykappaleiksi.The production of high-pressure laminate sheets according to the invention can also be carried out as a continuous process, in which the paper layers forming the sheet pass through the process as continuous webs and in which the laminates obtained in web form are cut into sheets of the desired size only after compression.

Edelleen on mahdollista, että keksinnön mukaisessa prosessissa adheesioainetta käytetään edellä esitetyn tekniikan mukaisesti kahdessa tai useammassa ladelman eri kohdassa niin, että ladelma puristuksen jälkeen lohkeaa kolmeksi tai useammaksi laminaattilevyksi. Näin voidaan menetellä erityisesti silloin, kun saatavien levyjen pinnan laadulla ei ole merkitystä, kuten esim. valmistettaessa pöytälevyjen ns.It is further possible that in the process according to the invention the adhesive is used according to the above technique at two or more different parts of the pellet, so that the pellet splits into three or more laminate sheets after pressing. This can be done especially when the surface quality of the available boards is not important, such as in the manufacture of so-called table tops.

75758 vastalaminaatteja, jotka jäävät näkymättömiin pöydän ala pinnalle.75758 counter-laminates that remain invisible on the table surface surface.

Vielä on mahdollista, että keksinnön mukainen prosessi eroaa eri yksityiskohdissaan siitä, mitä edellä on esitetty. Esimerkiksi adheesioainesäi1iö 3 ja tela 2 voidaan korvata säiliöön kytketyllä suuttimella, joka levittää adheesioai-neen runkopaperirainalle 1. Adheesioaineella toisiinsa liitettävät rainat 1 ja 4 voidaan mahdollisesti jättää vaille fenoli- tms. sidehartsia, jolloin niiden laminoitumi-nen osaksi syntyviä levyjä perustuu niitä vasten tulevista, sidehartsilla impregnoiduista runkopapereista imeytyvän hartsin sitomisvaikutukseen. Myös on mahdollista, että mainitut rainat liitetään adheesioaineella toisiinsa käyttäen erillistä laminointikonetta ja sen jälkeen impregnoidaan sidehartsilla ja leikataan arkeiksi samanaikaisesti muiden runkopapereiden ja pintapapereiden vastaavan käsittelyn kanssa.It is still possible that the process according to the invention differs in its various details from what has been stated above. For example, the adhesive container 3 and the roll 2 can be replaced by a nozzle connected to the container, which applies the adhesive to the body paper web 1. The adhesive-bonded webs 1 and 4 may optionally be free of phenolic or similar binder resin, their lamination being based on the resulting sheets. to the binding effect of the resin absorbed from the backing papers impregnated with the binder resin. It is also possible for said webs to be bonded together with an adhesive using a separate laminating machine and then impregnated with a binder resin and cut into sheets simultaneously with the corresponding treatment of other backing papers and surface papers.

Alan ammattimiehelle on lisäksi selvää, että keksintö voi oheisten patenttivaatimusten puitteissa muutenkin poiketa siitä, mitä edelläolevassa esimerkissä on esitetty.Furthermore, it will be clear to a person skilled in the art that the invention may otherwise deviate from what is shown in the above example within the scope of the appended claims.

Claims

A method of making sheets (3) by laminating together on top of each other paper layers (1,4,8,10), in which process the porous papers are impregnated with resin and stacked into a stack (9) which is laminated by compression at an elevated temperature, and in which method the at least one point of the stack is applied to an adhesive substance which softens in heat, because of which the stack after the pressing is split into parts, so that as a result of a pressing, at least two laminate sheets, characterized in that the adhesive blank is applied to the stack (9) by bonding two layers of paper (1,4) to each other with the adhesive blank and by placing them in the stack between adjacent paper layers (8), The splitting takes place between the two bonded paper layers at the same time as the layers in question are laminated to some of the emerging sheets (13) during pressing.

2. A method according to claim 1, characterized in that said two paper layers (1,4) are impregnated with resin and then bonded together with the adhesive material.

3. A process according to claim 1 or 2, characterized in that a polymer whose softening temperature is lower than the pressing temperature used is used as an adhesive.

Method according to claim 3, characterized in that the pressing is carried out at a temperature of c. 120-180 ° C, preferably v. 130-150 ° C, and that the softening temperature of the adhesive blank is below 160 ° C.