DE2800762C2

DE2800762C2 - Verfahren zur Herstellung einer für Dekorplatten-Beschichtung geeigneten Papierschicht und Verfahren zur Herstellung einer Dekorplatte mit abriebresistenter Oberfläche

Info

Publication number: DE2800762C2
Application number: DE2800762A
Authority: DE
Inventors: Herbert I. Scher; Israel S. Randallstown Unger, Md.
Original assignee: Nevamar Corp
Current assignee: Nevamar Corp
Priority date: 1977-01-10
Filing date: 1978-01-09
Publication date: 1983-12-29
Also published as: FR2376746B1; IL53694A; FR2530534A1; JPS6335419B2; FR2530534B1; CA1104051A; GB1591954A; IL53694A0; BR7800068A; IT7819087A0; CA1245965B; DE2858182C2; IT1091960B; JPS6240191B2; JPS5392875A; JPS59106961A; DE2800762A1; FR2376746A1

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung einer für Dekorplatten-Beschichtung geeigneten Papierschicht, Verfahren zur Herstellung einer Dekorschichtplatte, kurz Dekorplatte genannt, mit abriebreslstenter Oberfläche unter Verwendung einer solchen Papierschicht sowie nach diesen Verfahren hergestellte Papierschichten und Dekorplatien.

Hochdruck-Dekorplatten werden üblicherwebe so hergestellt, daß man eine Vielzahl von mit verschiedenen synthetischen hitzehärtbaren Harzen imprägnierten Papierlagen sufeinandsrschichtet und unter Hitze und Druck härtet. Normalerwelse besteht eine solche Anordnung von unten her gesehen aus einer Anzahl, zum Beispiel drei bis acht. Kernbögen aus Phenolharz Imprägniertem Kraftpapier, Ober denen ein mit Melaminharz Imprägnierter Druck- oder Dekorbogen liegt. Über dem Druckbogen befindet sich ein Overlay, das Im fertigen Schichtstoff fast transparent Ist und den Dekorbogen schützen soll.

Die für die Kernschicht verwendeten Bögen sind mit Kraftpapier von meist 66 bis 93 g/m² (=90 bis 125 Ib ream Gewicht; für die Umrechnung wurde hler und auch nachfolgend für das Reamgewichl 1 lb/3000 ft² = 1,627 g/m² Papier benutzt) hergestellt.

Vor dem Aufeinanderschichten wird das Kraftpapier mit einer wäßrig-alkoholischen Phenol-Formaldehyd-Resolharzlösung Imprägniert, getrocknet. In einem Helßluftofen tellgehärtet und dann in Bögen geschnitten. Der bedruckte oder Dekorbogen ist ein pigmentgefülltes Alphacellulosepapler hoher Qualität von 37 bis 93 g/m², das mit einer wäßrig-alkoholischen Melamln-Formaldehyd-Harzlösung Imprägniert, getrocknet, teilweise gehärtet und dann in Blätter geschnitten Ist. Der Druckbogen wurde vor dem Imprägnieren mit dem Harz, meist mit einem Dekor oder mit einer Tiefdnickreproduktion natürlicher Materialien wie Holz, Marmor, Leder, usw. bedruckt.

Ein Overlay wird regelmäßig verwendet, wenn der Dekor- oder Druckbogen einen Oberflächendruck aufweist, um damit den Druck gegen Abrieb zu schützen. Das Overlay Ist ein Alphacellulosepapler hoher Qualität von etwa 17 bis 22 g/m², das mit Melamln-Formaldehyd-Harz In ähnlicher Welse wie der Druckbogen Imprägniert Ist, wenn nicht eine größere Menge Harz pro Gewichtseinheit Papier verwendet wird. Die einzelnen Bögen werden wie oben angegeben aufelnandergeschlchtet und wenn sechs Imprägnierte Kernbögen verwendet werden, erhält man durch Heißverpressen 3lnen Schichtstoff mit einer Stärke von etwa 1,25 mm, wobei darauf hinzuweisen Ist, daß eine unterschiedliche Zahl von Bögen verwendet werden kann, um stärkere oder dünnere Schichtstoffe herzustellen.

Der oben beschriebene Stapel wird zwischen polierte Stahlplatten gegeben und bei einer Temperatur von 110 bis 17O⁰C, z.B. 150³C, einem Druck von 56 bis 112 kg/cm¹, z.B. 70 kg/cm², bis zur Verfestigung des Schichtstoffs und zur Härtung der Harze unterworfen (etwa 25 min.). Das Harz fließt dabei In die Papierblätter ein, wird gehärtet und die Bögen werden zu einer

Schichtstoff-Einheit, d. h. einer Hochdruck-Dekorplatte verfestigt. Zwei solche Stapel können Racken an Rücken durch eine Trennschicht getrennt, verpreßt werden, wodurch es mögiich Ist, durch Trennen zwei Schichtstoffe zu erhalten. Häufig wird ein Stapel, mit einem Al-Folien-beschichteten Kraftpaplei zwischen Overlay und Metallplatte, mit der Aluminiumseite zum Overlay, heißverpreßt, um einen Schichtstoff zu erhalten, der einen geringeren Glanz uäd eine Oberfläche mit leichter Struktur aufweist, wie dies für manche Produkte wünschenswert ist.

Die Rücken der fertigen Schichtstoffe werden dann gesandet, um das Verleimen mit Platten, Sperrholz oder anderen Substraten zu ermöglichen. Die geleimten, mit einer Schichtstoffoberfläche versehenen Platten, werden dann in Möbeln, Abdeckungen, Arbeitsflächen in Kuchen, für Tischabdeckungen, Geschäftseinrichtungen und für andere Endzwecke verarbeitet, wobei sie wegen der Kombination von Aussehen, Haltbarkeit und Wirtschaftlichkeit eine breitere Verwendung gefunden haben.

Es ist bekannt, das oben beschriebene Verfahren vielfältig abzuändern, um besondere Effekte im Aussehen und in der Struktur zu erhalten. Es können auch andere Härtungszyklen, andere Harzsysteme usw. verwendet werden.

Neben Hochdruck-Dekorplatten gibt es auch Niederdruck-Produkte, einschließlich Niederdruck-Schichtstoffe, die andere gesättigte Polyesterharze oder MeIamin-Formaldehydharze verwenden. Ein bedeutendes Produkt ist die Niederdruck-Melaminplatte, die normalerweise nur bei ca. 12 bis 15 kg/cm² und 160 bis 175° C verpreßt ist. Obgleich billiger, erfüllen diese Produkte nicht die strengen Standardbestimmungen für Hochdruck-Dekorplatten der National Electric Manufacturers Association, NEMA LD3-1975. Diese Standardvorschrlften betreffen vor allem Abrieb, Widerstand gegen Vernecken, gegen Wärme, gegen Stoß sowie Maßbeständigkeit.

Eine Eigenschaft von besonderer Bedeutung ist die Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb. Eine Hochdruck-Dekorplatte muß ausreichend abrlebrestlstent sein, um für stark beanspruchte Flächen verwendet werden zu können wie Abdeckungen von »Dinette«-Flächen, Kontrollmarken, usw. Der Standard-NEMA-Test für Abriebwiderstandsfähigkeit ist der »NEMA-Test LD-3.0i«. Hierzu wird eine Schichtstoffprobe auf einer rotierenden Scheibe angebracht, auf der zwei unter Last stehende Gummiräder laufen, die auf ihrer Stirnseite kalibrierte Sandpapierstreifen aufweisen. Während des Laufs trägt das Sandpspler unter Abrieb die Oberfläche des Schicht-Stoffs, dann das Overlay Im Laufbereich ab, bis das gedruckte Muster freigelegt und zerstört ist. Die NEMA-Standardvorschriften für Schichtstoffe Klasse I erfordern, daß bei dem Schichtstoff nach 400 Umdrehungen nicht mehr als 50% des Dekors zerstört ist. Der 50%-Endpunkt wird dadurch bestimmt, daß man das Mittel bildet aus dtr Anzahl der Umdrehungen, bei denen das Dekor einen Anfangsabrieb aufzeigt und der Anzahl der Umdrehungen, bei denen das Dekor vollständig zerstört Ist.

Bei einer üblichen Hochdruck-Dekorplatte mit 35- bis 40%igem Harzgehalt Im Druck- oder Dekorbogen, jedoch ohne Overlay, beträgt die Abriebfestigkeit nur etwa 50 bis 75 Umdrehungen. Wenn spezielle Melaminharze und Harzgehalte von 50 bis i5% für den Dekorbogen verwendet werden, sind, ohne Overlay, Abriebfestigkelten bis zu etwa 150 bis 200 Umdrehungen gelegentlich zu erreichen. Es neigen dabei aber die Schichtstoffe zu Oberflächen-Haarrissen. Zudem sind sie schwer herstellbar, da es schwierig ist, den Druckbogen einheitlich zu Impräg · nieren; zusätzlich erfüllen sie nicht das nach den NEMA-Vorschriften geforderte Minimum von 400 Umdrehungen.

Trotzdem ist es wünschenswert, einen Schichtstoff herzustellen, der unabhängig von einem Overlay Ist und insbesondere eine Abriebfestigkeit von 400 Umdrehungen aufweist. Weiterhin ist es wünschenswert, einen Schichtstoff zur Verfügung zu haben, der neben einer Abriebfestigkeit von 400 Umläufen einen Anfangsabriebpunkt aufweist, der wenigstens gleich 1st dem Anfangsabriebpunkt eines herkömmlichen Hochdruckschichtstoffs mit Overlay, typischerweise von 175 bis 200 Umdrehungen. Dies ist deshalb wünschenswert, well das Aussehen des Schichtstoffs für die Praxis unbefriedigend ist, nicht erst, wenn 50% des Musters, sondern schon, wenn ein viel geringerer Prozentsatz zerstört Ist. Langjährige Erfahrucg zeigt, daß herkömmliche Schichtstoffe mit Overlay, die einen Anfangsabriebpunkt vcn 175 bis 200 limiäufen haben, wenn sie für stark beanspruchte Flächen verwendet werden. In üblichen Verwendungszelträumen noch Immer ein befriedigendes Aussehen aufweisen, wobei darauf hinzuweisen ist, daß der Eisatz der meisten Schichtstoffe bei den üblichen Verwendungsarten mehr aus Stilgründen als wegen des Abriebs des Musters erfolgt. Ein Schichtstoff ohne Overlay sollte danach sowohl eine NEMA-Abriebfestigkelt von wenigstens 400 Umdrehungen und einen Anfaiigsabriebpunk! von wenigstens 175 bis 200 Umdrehungen aufweisen, auch wenn diese zuletzt gestellte Forderung nicht Tel! der NEMA-Standardvorschrlften Ist.

Es Ist aus verschiedenen Gründen wünschenswert, Schichtstoffen, unabhängig von Overlays, diese Eigenschaften zu verleihen, well die Overlays die Materialkosten wesentlich erhöhen, wozu sowohl die Papierkosten als solche als auch die Kosten des zur Imprägnierung des Overlays verwendeten Harzes und die Kosten durch Verarbeltungs- und Handhabungsverluste gehören. Zudem verschlechtert ein Overlay als Zwischenschicht von merklicher Stärke zwischen Druckbogen und dem Auge des Betrachtsrs spürbar die Klarheit des Dekors. Die CeI-lulosefasern des Overlays haben zwar einen Brechungsindex, der dicht bei dem des gehärteten Melamln-Formaldehydharzes iiegt und sind so kaum erkennbar. Es ermöglichen jedoch die modernen Druckverfahren sehr genaue Reproduktionen von natürlichen Materialien, Im besonderen von verschiedenen Furnlerholzarten.Da diese gedruckten Reproduktionen das Aussehen der natürlichen Furniere erreichen, 1st die durch das Overlay bedingte geringe Trübung oder Unscharfe optisch störend und zerstört viel von der gewünschten Wirklichkeitsnahe

Schließlich trägt das Overlay zur Ausschußvergrößerung der Schichtstoffe bei. Das Imprägnierte, getrocknete Overlay neigt wegen statischer Aufladung dazu, kleine Schmutzpartikel anzuziehen. Dieser Schmutz ist schwer feststellbar und schwer entfernbar und führt zu fehlerhaften Schichtstoffen. Die Imprägnierten getrockneten Overlays sind zudem brüchig, sind schwer handhabbar und Bruchstücke geraten gelegentlich unter die Oberfläche des Overlays mit dem Ergebnis fehlerhafter Flatten. Weiterhin haben overlayhaltlge Schichtstoffe, Im besonderen solche mit einem relativ hohen Oberflächenglanz, die Neigung, sehr schnell stumpf ?.u werden, sogar wenn sie nur mäßigem Abrieb unterworfen werden.

Das Problem, Schichtstoffen verbesserten Abriebwiderstand zu verleihen, besteht seit langem. Trotz vleleV Ver-

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suche war es bisher nicht möglich, einen Schichtstoff herzustellen, der ohne Overlay einen NEMA-Abrlebwlderstand von wenigstens 400 Umdrehungen und einen Anfangsabriebpunkt bei der gleichen Untersuchung von wenigstens 175 bis 200 Umdrehungen hat.

Es Ist allgemein bekannt, daß kleine, harte Mineralpartikel, die Im Overlay oder In Harzgemischen für den Dekorbogen fein verteilt sind, den Abriebwiderstand von Hochdruckschichtstoffen verbessern können (siehe beispielsweise die US-Patentschriften 3135 643, 33 73 071 und 33 73 070). Bei diesen Verfahren Ist entweder ein Overlay zwingend erforderlich oder es wird eine andere Form von Overlay und damit verbundenem Harz geschaffen. Welter wird z. B. In der US-Patentschrift 3123 515 das Overlay mit einer fein verteilten Frltte imprägniert und dann wie üblich über dem Druck- oder Dekorbogen angeordnet. Nach der US-Patentschrift 37 98 111 werden kleine Mlner;'lpartlkel, vorzugsweise Aluminiumoxid, während der Papierherstellung In den Bereich der oberen Schicht des Papiers eingebracht. Versuche haben gezeigt, daß die mit dem dann gedruckten Papier, ohne Overlay, hergestellten Schichtstoffe Anfangsabriebwerte von unter 100 Umdrehungen, einige sogar nur 35 Umdrehungen aufwiesen. Außerdem zeigen bei einem Reibtest derartige Schichtstoffe Dekorzerstörung nach nur 3000 Relbcyclen. sind also unbrauchbar. Befriedigende Lösungen konnten auch nicht die US-Patentschriften 34 45 327, 39 28 706 und 36 61 673, noch weniger die US-Patentschriften 32 59 537, 3157 518, 37 16 440. 39 46 137 und 33 18 760 verschaffen. Welter Ist es aus der deutschen Auslegeschrift 12 63 205, dem deutschen Gebrauchsmuster 18 23 679 und den bekanntgemachten Unterlagen der deutschen Patentanmeldung R 5324 IVc/22h (bekanntgemacht am 31. 3. 1955) bekannt, bei der Herstellung von Laminaten zusammen mit den wärmehärtbaren Papierimprägnierharzen fein zermahlene oder kolloidale Kieselsäure aufzubringen, das Papier dann zu trocknen und In üblicher Welse durch Heißverpressen die Schichtkörper herzustellen. Auch auf diesem Wege sind Schichtstoffe befriedigender Abrlebfestlgkeit nicht erhältlich.

Gegenstand der Erfindung Ist zunächst ein Verfahren zur Herstellung einer für Dekorplatten-Beschichtung geeigneten Papierschicht mit verbessert abriebreslstenter Oberfläche unter Verwendung von abrlebreslstentem. feintelllgem. mineralischem Material und Bindemittel. Damit soll eine Hochdruck-Dekorplatte zugänglich gemacht werden, die auch unabhängig von einem Overlay, den Forderungen der NEMA-Abriebvorschrlften entspricht und zudem einen Anfangsabriebpunkt von wenigstens 175 bis 200 Umdrehungen bei diesem Versuch aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man eine nasse dünne Schicht eines Gemischs aus dem abrlebrsslstenten. feinteiiigen, mineralischen Material und einem Bindemittel hierfür, welches in trockenem Zustand für hltzehärtendes Papier-lmprägnierharz durchlässig, mit diesem verträglich und unter Imprägnierungs- und Beschichtungsbedingungen beständig ist, auf die Papierschicht aufbringt und die Schicht trocknet.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das ganze oder im wesentlichen das ganze abriebresistente, feinteilige, mineralische Material auf der Oberfläche abgelagert wird. Als Bindemittel hat sich mikrokristalline Cellulose besonders bewährt. Weiter nimmt man die Trocknung bei einer Temperatur von wenigstens 80° C, vorzugsweise bei 115 bis 135° C vor. Als besonders günstig hat sich erwiesen, wenn man als abrlebresislentes, felntelllges, mineralisches Material Aluminiumoxid einer Teilchengröße von 20 um bis 50 um verwendet.

Welter hat es sich bewährt, wenn man ein Gemisch verwendet, das 5 bis 10 Gew.-Teile mikrokristalline Cellulose auf 20 bis 120 Gew.-Teile Aluminiumoxid neben Wasser enthält. Dabei kann man vor allem Gemische verwenden, welche nichtionische Netzmittel enthalten. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die dünne Schicht einen Zusatz von Organoslian, insbesondere etwa 0,5 - etwa 2 Gew.-t Organo-Amlnosllan. bezogen auf das Gewicht des Aluminiumoxids, enthalt. Dabei kann man Im allgemeinen als Papler-lmprägnlerharz Melamln-Formaldehyd- oder Polyesterharz verwenden.

Welter betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Dekorplatte mit verbessert abriebreslstenter Oberfläche unter festem Vereinigen unter Hitze und Druck einer hitzehärtbares Imprägnlerharz, abrlebreslstentes, felntelllges, mineralisches Material und Bindemittel enthaltenden Dekorschicht mit einer Unterlage, Insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei man erfindungsgemäß auf die Dekorschicht, vor der Imprägnierung mit dem hitzehärtenden Harz, eine nasse dünne Schicht eines Gemischs aus dem abrlebreslstenten, feinteiiigen, mineralische" Material und einem Bindemittel hierfür, das In trockenem Zustand für das hitzehartende Imprägnierharz durchlässig, diesem gegenüber verträglich und unter Imprägnierungs- und Beschichtungsbedingungen beständig Ist, aufbringt, die dünne Schicht trocknet und erst dann die Imprägnierung und die Warmverpressung in bekannter Welse vornimmt. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn man das Gemisch In einer solchen Menge aufbringt, daß die Schicht in der Dekorplatte eine Stärke von etwa 0,0013 bis etwa 0,0075 mm aufweist.

Die Erfindung wird nachfolgend In detaillierter Form erläutert In Verbindung mit Zeichnungen, worin

Fig. 1 schematisch ein Verfahren zur Herstellung einer Druckschicht nach der vorliegenden Erfindung zeigt;

FI g. 2 ein schematicher Querschnitt ist, der eine Ausführungsform einer für Dekorplatten-Beschichtung geeigneten Papierschicht gemäß der Erfindung zeigt, und Fig. 3 ein schematlscher Querschnitt ist, der einen Schichtstoff gemäß der Erfindung zeigt.

Der Erfindung Hegt die Entwicklung einer Zubereitung zugrunde, die kleine Mineralpartikel enthält und die bei Beschichtung, ohne Harz, einem nicht-imprägr'irten, mit Druckmuster versehenen Papier überraschende und unerwartete Eigenschaften verleiht, so daß ein solches Papier zur Herstellung von Dekorationsplatten verwendet werden kann und die erhaltenen Schichtstoffe, selbst ohne Overlay. In hoher Welse abriebresistent sind. In ihrer bevorzugten Form ist die Beschlchtungszubereitung zusammengesetzt aus einem Gemisch von kleinen AIumlniumoxldpartlkeln und einer geringeren Menge von mikrokristallinen Cellulosepartikeln, die beide in einer stabilen, wäßrigen Aufschlämmung dispergiert sind. Die Aluminlumoxldpartikel, die von solch geringer Größe sind, daß sie nicht die visuellen Wirkungen des Endprodukts beeinträchtigen, dienen als abriebresistentes Material und die mikrokristallinen Cellulosepartikel dienen als bevorzugtes Bindemittel. Das Bindemittel muß verträglich sein mit dem Harz, das später bei dem Laminierverfahren verwendet werden soll, meist einem Melamlnharz oder im Falle von bestimmten Nlederdruckschlchtstoffen. einem Polyesterharz. Die mikrokristalline Cellulose

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erfüllt sowohl diese Funktion, als sie auch die kleinen Aluminiumoxidpartikel an der Oberfläche der Paplerschlehi stabilisiert.

Gemäß Fig. I wird ein herkömmliches. nicht-Imprägniertes, gemustertes oder Dekor-I'apler mit dem Gemisch von harten Mineralparllkeln und Bindemitteln, vorzugsweise A'-imlnlurnoxId und mikrokristallinen Cellulosepartlkelii in einer stabilen wäßrigen Aufschlämmung, beschichtet und die Beschichtung wird bei einer erhöhten Temperatur, z. B. In einem Heißluftofen, getrocknet unter Bildung einer dünnen Beschichtung einer Stärke von nur 0.0005 bis 0,008 mm. Das erhaltene abrlebreslstente. beschichtete Papier (Flg. 2) wird dann mit Melamin- oder Polyesterharz Imprägniert und In herkömmlicher Welse getrocknet, womit es für die Schichtstoffher- stellung fertig Ist.

Gemäß Flg. 3 wird das abrlebresistente harzlmprägnlerte Druckblatt, mit der ultradünnen abrlebreslstenten Beschichtung an seiner oberen Oberfläche, für die Schichtstoffherstellung in der üblichen Weise gestapelt, ohne daß ein Overlay erforderlich ware. Der Stapel wird dann unter Wärme und Druck In der üblichen Welse unter Bildung des Schichtstoffs gehärtet. Eine überraschende Elgenrchaft der ultradUnnen Beschichtung besteht darin, daß sie. obgleich sehr dünn, dem Schichtstoff eine Abriebfestigkeit verleihen kann, die nicht nur den NEMA-Standardvorschrlften von 400 Umläufen entspricht, sondern daß auch bei dieser Verfahrensanordnung ein Anfangsabriebpunkt über 175 bis 200 Umläufe erreicht wird.

Es ist weiterhin überraschend, daß die Beschichtung fest an der Oberfläche des Druckbogens haftet, wenn das Papier später mit dem Melamlnharz Imprägniert wird, ohne daß bedeutende Mengen der Mineralpartikel in der Imprägnierlösung zu Verlust gehen oder von der Oberfläehe des Papiers abwandern. Eine weitere überraschende Eigenschaft dieser Beschichtung besteht darin, dab sie das Eindringen der Melamln-Formaldehydharzlösung In das Innere des Papiers während der Imprägnierstufe nicht zu verhindern scheint. Ein solches Eindringen Ist wesentlich, da sonst der gemusterte Bogen, was nicht sein darf, verhungern kann, beispielsweise in seinem Zentrum, und dadurch möglicherweise nach dem Verpressen eine Schichtentrennung oder Schichtspaltung erfolgen könnte. Eine weitere wünschenwerte Eigenschaft der Beschichtung besteht darin, daß sie nicht wesentlich lichtstreuend oder llchtabschwächend wirkt, sondern daß man ein sehr klares, hartes Muster In dem Schichtstoff erhält.

Ohne sich an die folgenden theoretischen Erwägungen so zu binden, wird angenommen, daß die verbesserten Eigenschaften der Erfindung wie folgt eintreten: Mikrokristalline Cellulosepartlkel weisen sehr große Außenkräfte auf, welche die Bindung zu anderen polaren Substanzen, wie Cellulose und Aluminiumoxid, bewirken. Daher ist eine wäßrige Aufschlämmung von mikrokristalliner Cellulose und Aluminiumoxid stabil und setzt sich nicht schnell ab, auch wenn die Aluminiumpartikel in Wasser nicht stabil sind. Darüberhinaus bindet, wenn diese Aufschlämmung auf dem Papier aufgetragen wird, die mikrokristalline Cellulose offensichtlich die Aluminlumoxidpartlkel an die Oberflächenfasern des Papiers und an die Oberfläche des Drucks bzw. Dekors und vermeidet dadurch das Abwandern der Alumlntumoxldpartikel unter die Oberfläche. Dies dürfte zu der guten AbdebwJ-derstandsfählgkeit beitragen, die durch solche geringe Mengen an Aluminiumoxid erreicht wird. Es bleiben daher alle oder Im wesentlichen alle Alumlniumoxldpar tlkel an der Oberfläche zurück, wo sie die größte Wirkung haben, statt unter die Oberfläche dlsperglert zu werden, wo sie nur relativ wenig zum Anfangsabrlebwiderstand beitragen könnten.

Wie bereits erwähnt, enthält die bevorzugte Aufschlämmzubereltung ein Gemisch von kleinen Partikeln von Aluminiumoxid und eine geringere Menge von mikrokristallinen Cellulosepartlkeln, die beide in Wasser, disperglert sind. Es muß natürlich eine ausreichende Menge an kleinen Mineralpartikeln vorhanden sein, damit das erhaltene Produkt den gewünschten Abriebwiderstand aufweist, und es muß eine ausreichende Menge Bindemittel vorhanden sein, um die Mineralpartikel an der Oberfläche des Druckbogens zu halten. Im allgemeinen werden zufriedenstellende Ergebnisse erzielt mit etwa 5 bis 10 Gewichtstellen mikrokristalliner Cellulose auf etwa 20 bis 120 Gewichtstelle Aluminiumoxid, wenn es natürlich auch möglich Ist, außerhalb dieser Bereiche zu arbeiten. Die Wassermenge In der Aufschlämmung wird ebenfalls durch praktische Erwägungen bestimmt, well, wenn zu wenig Wasser vorhanden Ist, die Schlämme so dick wird, so daß sie schwer aufzutragen Ist; wenn zu viel Wasser vorhanden Ist, wird die Aufschlämmung so dünn, daß es wegen des Ablaufens schwierig Ist, eine gleichbleibende Stärke der Beschichtung zu erhalten. Eine Aufschlämmung, die etwa 2 Gew.-% mikrokristalline Cellulose und etwa 24 Gew.-*> Aluminiumoxid, bezogen auf Wasser, enthält. Ist stabil, d. h. es setzt sich Aluminiumoxid nicht ab; wenn mehr als etwa 3,5 Gew.-% mikrokristalline Cellulose und etwa 24Gew.-% Aluminiumoxid, bezogen auf Wasser, verwendet wird, wird die Aufschlämmung sehr thixotrop und Ist schwierig aufzutragen.

Die Zubereitung enthält weiterhin vorzugsweise eine geringe Menge Netzmittel, vorzugsweise ein nicht-Ionisches Netzmittel und ein Organosilan. Die Menge an Neizmittein ist nichi kritisch, jedoch sind nur sehr geringe Mengen wünschenswert. Überschüssige Mengen bringen keinen Vorteil. Wenn ein Organosilan verwendet wird, wirkt dieses als Kupplungsmittel, das die Alumlnlumoxldpartlkel mit der Melamln-Matrix nach dem Imprägnieren und Härten chemisch bindet und damit eine bessere Anfangsabriebfestigkeit schafft, well die Alumlnlumoxidpartlkel chemisch mit dem Melamlnharz zusätzlich zu der mechanischen Bindung gebunden sind und daher länger ortsfest unter Abriebbedingungen verbleiben. Das Organosilan sollte aus einer Gruppe ausgewählt werden, die es mit dem jeweiligen verwendeten hitzehärtbaren Harz zur Schichtstoffherstellung verträglich macht; In dieser Hinsicht sind Organosllane mit einer Amlnogruppe, wie gamma-Amlnopropyltrimethoxysllan, besonders wirksam zur Verwendung mit MeIaminharzen. Die Menge des verwendeten Organosilans muß nicht groß sein, und es sind selbst 0,5%, bezogen auf das Gewicht des Aluminiumoxids, wirksam, um den Abriebwiderstand des Endschichtstoffs zu verbessern; als maximale Menge werden etwa 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Aluminiumoxids, angesehen, wobei größere Mengen nicht zu bedeutend besseren Ergebnissen führen.

Die Beschichtung unter Verwendung mikrokristalliner Cellulose als Bindemittel muß insbesondere bei erhöhter Temperatur getrocknet werden, bevor der Eiruckbogen mit dem Melamlnharz Imprägniert wird. Als untere Troeknungstemperalur haben sich etwa 82" C bewährt, wobei die bevorzugten Trocknungstemperäturen im Bereich von 115 bis 135° C liegen.

Im Hinblick auf die abrlebresistenten Mlnsralpartikel

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ist Aluminiumoxid das bevorzugte Material. Siliciumdioxid, das In bestimmten Patentschriften nach dem Stand der Technik ebenso als abrlebreslstentes Material vorgesehen Ist, liefert nicht die optimalen Ergebnisse wie Aluminiumoxid. A;;dere Minerallen mit ausreichender Härte, wie Zlrkonoxld, Ceroxid, Diamantstaub, usw. können verwendet werden, sind aber teuer bzw. führen bisweilen zu Farbabweichungen. Siliciumcarbid wurde ebenso untersucht und liefert gute Abrlebwlderstandsfählgkelt aber auch starke Farbänderung.

Auch die Größe der Alumlnlumoxldpartlkel Ist zu berücksichtigen. Unter 20 um Partikelgröße Ist der Abriebwiderstand gering und die bevorzugte minimale Partikelgröße ist etwa 25 um. Nach oben wird die Partikelgröße eingeschränkt durch die Oberflächenrauhhelt und durch visuelle Beeinträchtigung. Die bevorzugte Maximalgröße der Alumlnlumoxidpartlkel Ist etwa 50 μΓιί.

Von allen den untersuchten Bindemitteln ist mikrokristalline Cellulose besonders bevorzugt. Das Bindemittel muß nicht nur die Mineralpartikel ortsfest auf der Oberfläche des Druckbogens halten, sondern sollte auch als Suspendlerungsmittel in der Aufschlämmung wirken, was dann ein zusätzliches Suspendlerungsmlttel überflüssig macht. Mikrokristalline Cellulose Ist sowohl ein Suspendlerungsblndemlttel als auch ein Filmbildner, nicht wasserlöslich und bildet einen hoch-porösen Film, durch den das hitzehärtende Harz durchdringen kann. Das Bindemittel muß ferner mit dem Harz zur Schichtstoffherstellung verträglich sein. Mikrokristalline Cellulose 1st sowohl mit Melamlnharz als auch mit Polyesterharzen verträglich. Weiterhin darf das Bindemittel In der Im Schichtstoff vorliegenden Schlchtstärke das Licht nicht brechen oder abschwächen. Mikrokristalline Cellulose Ist auch In dieser Hinsicht zufriedenstellend.

Andere Bindemittel, die verwende! werden können, sind verschiedene typische Suspendler-Bindemlttel, wie anionisches Acrylpolymerlsat, Carboxymethylcellulose und ähnliche Materlallen, wie Hydroxypropylcellulose. Methylcellulose. Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon. usw. Mikrokristalline Cellulose Ist jedoch das bevorzugte Bindemittel.

Mikrokristalline Cellulose ist nlcht-fasrlge Cellulose, bei der die Zellwandungen der Cellulosefasern in Fragmente In Längen Im Bereich von wenigen Mikron bis ein paar Zehntel eines Mikrons zerbrochen sind. Es Ist eine gereinigte alpha-Cellulose. Mikrokristalline Cellulose Ist ein weißes, geruchloses, hygroskopisches Pulver, deren Herstellung In der US-PS 32 75 580 beschrieben ist. Es ist wasserdlsperglerbar und enthält etwa IK Natrlumcarboxymethytcelluiose als Schutzkolloid. Die Partikelgröße 1st geringer als 0,1% auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm.

In besonders bevorzugter Weise geht man so vor, daß man zunächst ein Gemisch von Aluminiumoxidpartikeln und mikrokristalliner Cellulose aus wäßriger Aufschlämmung auf einem nicht Imprägnierten gedruckten Dekorbogen aufträgt. Die Beschichtung wird bei erhöhter Temperatur von wenigstens etwa 80° C getrocknet unter Bildung einer Beschichtung einer Stärke von 0.0005 bis 0,005 mm. Dann wird der Dekorbogen mit hitzehärtbarem Harz in üblicher Weise Imprägniert. Die so gebildete ultra-dünne Schicht liefert eine unerwartet hohe Abrlebwlderstandsfählgkelt.

Die erwünschten Eigenschaften des Bindemittels, wie sie Insbesondere von mikrokristalliner Cellulose erfüllt werden, sind: Es wirkt als Filmbildner und Bindemittel fül die Minciälpaiükcl. Es wifki äis Süspcfiulcnirigärni!- tel In der Aufschlämmung für die Mineralpartikel und wird während dem nachfolgenden Imprägnierverfahren mit dem hitzehärtbaren Harz nicht ausgewaschen. Es Ist verträglich mit den hitzehärtbaren Harzen, wie Melamlnharz oder Polyesterharz und für diese durchdringbar. Es ist wärmefest gegenüber der bei der Schlchtstoffherstellung angewendeten Wärme, und es führt nicht zu einer Lichtbrechung oder Abschwächung.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung.

Beispiel 1

Man gibt mikrokristalline Cellulose unter Rühren zu Wasser In einem Warlng-Mischer. Nach 2 bis 3 Minuten In dem Mischer Ist die Cellulose vollständig dlspergiert und Aluminiumoxid wird mäßig eingerührt. Zuletzt gibt man 3 Tropfen eines nlcht-ionlschen Tenslds, um das Benel/en zu fördern.

DIs erhsHenc Aufschlämmung trägt ΓΠ3Π ü!s Beschichtung auf einen nicht Imprägnierten gemusterten Bogen von 106 g/m"' mit einem Holzstruktur-Oberflächendruck auf. Man trocknet die Beschichtung 3 Minuten bei 130~C. Man sättigt dann das Papier In norraler Welse unter Verwendung von Melamln-Formaldehydharz und trocknet wie üblich. Der Harzgehalt beträgt 45 bis 48% und der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 5 bis 6V Man bildet dann einen Stapel und verpreßt ihn in bekannter Welse etwa 25 Minuten bei etwa 149" C und 70 kg/cm².

Die Formulierungen und Abriebsergebnisse sind nachfolgend für eine Naßbeschichtung von 0,038 mm angegeben, die rechnerisch eine Trockenbeschichtung mit einer Stärke von 0,0038 mm ergibt.

Tabelle I

I	Wasser (ml)	2	3	4	5	6	250	7
Mikrokristalline	250	250	250	250	7,5	250
Cellulose ')	6.5	7.5	7.5	7,5		7,5
(Menge in g)
AI₂O₃1)					60
(Menge in g)	-	30	30	30		60
Al₂O₃ 2)					9
(Partikelgröße in μπι)	-	20	30	40		30
Abriebumdrehungen, 25					>75
Anfangsabrieb	40	100	400	475		500

Il

Idilsct/tinu

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Dekorzerstörung 100%

% bis 500 Umdrehungen

100%

5%

2%

95%

0%

Mikrokristalline Cellulose; weißes geruchloses Pulver; wasserdispergierbar mit etwa 11% Natriumcarboxymethylcellulose-Schutzkollid; Teilchengröße kleiner als 0,1% auf einem Sieb mit lichter Maschenweite von 0.25 mm.

-') Aluminiumoxid von Läppulver Qualität

Aus den oben angegebenen Vergleichsuntersuchungen ist zu ersehen, daß die mikrokristalline Cellulose als solche nicht befriedigend Ist (Versuch 2) und daß die Verwendung von Aluminiumoxid mit über 20 um Durchschnlttspartlkelgröße zufriedenstellende Anfangsabrieb-, als auch NEMA-Abrlebwlderstandswerte mit 30 und 40 um Durchschnlttsparilkelgröße, optimale Ergebnisse iicicii. TTcitcfiuM Hätten uic ^CiiiCiitSiOuc ein fCidici*c5 Dekor als Schleifstoffe mit Overlay, und sie entsprechen auch den andeien NEMA-Haltbarkeltserfordernlssen.

Beispiel 2

Man stellt 4 Aufschlämmungen wie In Beispiel 1, Versuch Nr. 3, her. Man verwendet jede zur Herstellung einer Naßbeschlchtung einer Stärke von 0,0762 mm auf nlcht-lmprägnlertem Papier (106 g/m^!) und trocknet wie in Beispiel 1 unter Bildung elnei trockenen Beschlchtungsstärke von etwa 0,0076 mm. Man imprägniert das getrocknete Papier mit Melamlnharz und stellt eine Anordnung wie In Fig. 2 gezeigt, her. Die Schichtstoffherstellung erfolgt wie In Beispiel 1 beschrieben. Die einzige Änderung bei den vier Versuchen besteht in der Durchschnittspartikelgröße des Aluminiumoxids. Man erhält folgende Ergebnisse:

Beispiel 4

Man wiederholt das Verfahren von Beispiel 1, wobei man als Beschlchtungsaufschlümmung für den Druckbogen die folgende Zubereitung verwendet:

250 ml Wasser

7,5 g mikrokristalline Cellulose

60 g Aluminiumoxid, Durchschnittspar.lkelgröße 40 um, und

1 Tropfen nicht-Ionisches Tensid.

Man führt zwei Versuche durch unter Bildung von Naßstärken von 0,025 bzw. 0,0508 mm. Nach Schichtstoffherstellung zeigen die Abriebuntersuchungen keine Zerstörung des Dekors bei 500 Umdrehungen.

Beispiel 5

Man wiederholt das Verfallen von Beispiel 4, wobei man die gleiche Beschichtungszubereltung verwendet, außer daß man 120 g Aluminiumoxid mit einer Durchschnittspartikelgröße von 30 um verwendet. Es werden drei Versuche mit Naßbeschlchtungen einer Stärke von 0,013 bzw. 0,025, bzw. 0,038 mm durchgeführt. Man erhält folgende Ergebnisse: hinsichtlich der Abriebwiderstandsfähigkeit des Schichtstoffs nach 500 Umdrehungen:

Tabelle II

A1;O₃ *)-Durchschnittspartikelgröße

Zerstörung des Dekors bei 500 Umdrehungen

40 μΓη

30 μπι

20μΓΠ

9 μΓΠ

') vgl. Tabelle 1

1% <5%

20% 70%

Beispiel 3

0,013 mm (0,0013 mm, trocken) 10% Dekorzerstörung 0,025 mm (0,0025 mm, trocken) <1% Dekorzerstörung 0,038 mm (0,0038 mm, trocken) <1% Dekorzerstörung

Die drei Schichtstoffe waren In jeder Hinsicht voll zufriedenstellend. Sie zeigten gute Maschlnenbearbeltbarkelt ohne Absplittern, bzw. Abplatzen.

Die physikalischen Eigenschaften der dritten Platte

(hergestellt mit Papier einer Trockenbeschlchtungsstärke von 0,0025 mm), untersucht nach den NEMA-Standard-Vorschriften LD3-1975, nach Imprägnieren und Pressen, sind:

Man wiederholt Beispiel 2 in drei Versuchen, wobei in jedem Falle Aluminiumoxidpartikel mit einer Durchschnittspartikelgröße von 40 pm verwendet werden. Die einzige Abänderung besteht In der Stärke der Naßbeschlchtung. Man vergleicht die Schichtstoffe wie in Beispiel 2. Die Ergebnisse sind:

Tabelle III Tabelle V

Stärke der Naßbeschichtung
(in mm)

Dekorzertörung

bei 500 Umdrehungen

0,0762 (0,0076 trocken) \%

0,0508 (0,0051 trocken) 10%

0,0254 (0,0025 trocken) 30%

Abriebwiderstandsfähigkeit

Widerstandsfähigkeit
gegen Verflecken

Feuchtigkeitsabsorption
Aufquellen des Zentrums

Schlag (ungeträgert)

Strahlwärme (ungeträgert)

Heißes Wasser

Heißer Wachs

Formbeständigkeit

> 500 Umdrehungen keine Fleckwirkung

6,5%

8,9%

36"

185 Sekunden

keine Wirkung

M.D. 0,24%
CD. 0,56%

28 OO

Es sind dies insgesamt zufriedenstellende oder überlegene Werte.

Beispiel 6

Man wiederholt Beispiel 4 in zwei Versuchen unter Verwendung der gleichen Zubereitung, ausgenommen, daß in dem ersten Versuch 60 g Siliziumcarbld einer Teilchengröße von 27 μΐη anstelle von Aluminiumoxid und bei dem zweiten Versuch 60g Siliziumcarbid einer Teilchengröße von 10 μπ anstelle von Aluminiumoxid verwendet werden. Bei jeder Zubereitung werden die Beschichtungen in einer Stärke von 0,013 mm, bzw. 0,025 mm, bzw. 0,038 mm abgelagert. Der Druckbogen hji eine im allgemeinen »graue« bzw. trübe Farbe als Folge der Farbe von Siliziumcarbid. Man erhält folgende is Ergebnisse:

Tabelle VI

Beschichtung

% Dekorzerstörung bei 500 Umdrehungen

SiC, 27 μΐη SiC 10 μπι

20

0,013 mm
(0,0013 mm, trocken)

0,025 mm
(0,0025 mm, trocken)

0,038 mm
(0,0038 mm, trocken)

20 85

5 80

<5 70

25

30

Aus der Tabelle Ist zu entnehmen, daß, obgleich die Abriebwiderstandsfähigkeit zufriedenstellend ist, das Siliziumcarbid mit 10 μπι Stärke geringere Ergebnisse Hefen, als Siliziumcarbid mit 27 um Stärke. Die schlechte Farbe 35 Tabelle VIII kann nur bei bestimmten Farben des Druckbogens tolerlert werden.

gen bei der NEMA-Untersuchung einen etwa 5*igen Abrieb bei 500 Umdrehungen, ein zufriedenstellendes Verhalten. Jedoch verursacht das anionische Acrylpolymerisat ein leicht milchiges Aussehen in dem Schichtstoff, woraus sich ergibt, daß dieses Material zufriedenstellend nur bei bestimmten Farben verwendet werden kann. Der Schichtstoff, in dem Carboxylmethylcellulose als Bindemittel für Aluminiumoxid verwendet wird, hat geringere Widerstandsfähigkeit in siedendem Wasser und erfüllt nicht die NEMA-Standardvorschriften in dieser Hinsicht; dieses Material kann nur als Niederdruckschichtstoff geringer Qualität verwendet werden.

Beispiel 9

Um die Wirkungen der Organosilane zu untersuchen, wurde das folgende Verfahren durchgeführt. Man dispergiert 1 g gamma-Aminopropyltrimethoxysilan in 10% Wasser enthaltendem Methanol. Eine geringe Menge wird benutzt, um das Aluminiumoxidpulver anzufeuchten. Man gibt dann diese Dispersion zu 100 g Aluminiumoxid einer Partikelgröße von 30 μπι und mischt das Aluminiumoxid mit der Lösung bis zur gründlichen Benetzung. Man trocknet dann das Aluminiumoxid. Man wiederholt das Beispiel 4, außer daß man die Beschichtung des Druckbogens mit einer Naßstärke von O,OO63mm vornimmt (getrocknet 0,00063 mm). Man vergleicht den erhaltenen Schichtstoff mit Schichtstoffen, die entsprechend dem Beispiel 4 (ohne das Organosilan), jedoch ebenso In einer Naßstärke von 0,0063 mm hergestellt sind. Alle Schichtstoffe verpreßt man auf Spiegelglanz. In der nachfolgenden Tabelle VIII sind die Ergebnisse der Untersuchungen der Abrlebwiderstandsfahlgkelt angegeben:

Kein Organosilan Organosilan

Beispiel 7

Anfangsabrieb

Man wiederholt wiederum Beispiel 4 mit drei Zuberel- 40 (Umdrehungen) tungen, wobei man anstelle von Aluminiumoxidpartikeln jedoch 60 g Glaskugeln mit einer Partikelgröße kleiner als Sieb einer lichten Maschenweite von 0,044 mm bzw. 240 g derartiger Glaskugeln bzw. 60 g Slllziumdloxldaerosll einer Partikelgröße Im Bereich von μπι verwendet. 45 Jede Zubereitung wird mit einer Naßstärke von 0,013 mm. 0.025 mm bzw. 0.038 mm aufgetragen. Man erhält die folgenden Ergebnisse:

Endabrieb

(Umdrehungen) Abriebwert 300

1075

687

525

1250

887

Aus den Ergebnissen Ist zu ersehen, daß das Organosilan die Güte der abrlebreslstenten Beschichtung verbes-

^Sert· Beispiel 10

Tabelle VII

Dekor völlig abgenutzt

6OgGIaS
240 g Glas
60 g Siliciumdioxid-Aerosil

200 Umdrehungen

< 100 Umdrehungen

Keine dieser Proben liefert zufriedenstellende Abrlebwlderstandsfahlgkelt.

Beispiel 8

Man wiederholt das Verfahren von Beispiel 4. außer daß man die Beschlchtungszubereltung in einer ersten Probe dadurch modifiziert, daß man als Bindemittel 6 g anlonlsches Acrylpolymerisat und In der zweiten Probe 9 g Carboxymethylcellulose jeweils anstelle von mikrokristalliner Cellulose verwendet. Die beiden Proben zel-Es wurde die Leistungsfähigkeit des Verfahrens hinsichtlich einer Aufwertung von Niederdruckplatten untersucht. Man stellt eine Aufschlämmung wie in Beispiel 1 mit 250 g Wasser, 6,5 g mikrokristalliner Cellulose, 30 g Aluminiumoxid mit einer Partikelgröße von 30 μιπ und 2 Tropfen eines nichtionischen Tenslds her. Die Aufschiammung tragt man mit einer Maßstarke von 0,0125 mm (trocken O,OO125mm) auf nicht imprägniertes, bedrucktes Dekorpapier auf und trocknet J Minuten bei 126° C. Man Imprägniert dann den Bogen und track· fiel zweimal, um die vollständige Imprägnierung sicherzustellen. Den Imprägnierten Bogen verpreßt man dann mit einer Platte aus Holztellchcn mit 14 kg/cm" bei 149° C 6 Minuten. Zum Vergleich stellt man einen Identischen Niederdruckschichtstoff, jedoch ohne abrlebreslstenter Beschichtung auf der Oberfläche des Druckbogens, her. Beide Proben unterwirft man dem NEMA-Abrlebtest. wobei die folgenden Ergebnisse erhallen werden:

Tabelle IX Tabelle XI

Abriebresistente Beschichtung

keine Beschichtung

Ofentemperatur, ⁰C

Anfangsabrieb, Umdrehungen

Anfangsabrieb NEMA-Abrieb

200 Umdrehungen

1050 Umdrehungen

keine Resistenz

150-200 Umdrehungen

Aus den Untersuchungen, wie in Tabelle IX angegeben, ist zu ersehen, daß die Erfindung in hohem Maße auch die Abriebwiderstandsfähigkeit von Niederdruckschichtstoffen verbessert -

Beispiel 11

Man wiederholt das Verfahren von Beispiel 9 und trägt eine Beschichtung mit einer Naßstärke von 0,038 mm auf (trocken 0,0038 mm). Man führt vier Versuche durch, wobei die Organosllanmenge geändert wird und unterwirft den erhaltenen Schichtstoff der NEMA-Abriebuntersuchung. Weiterhin stellt man den Anfangsabrieb fest, wobei die Ergebnisse der Tabelle X zu entnehmen sind.

Tabelle X

71

82

93

115

129

225 550 550 575 575

Beispiel 13

Organosilanmenge g/100 g Aluminiumoxid

Anfangsabrieb. Umdrehungen

175 475 510 4OQ

Man stellt eine Aufschlämmung der Bestandteile, wie In Beispiel 1 beschrieben, her, wozu man 6,5 Gewichtsteile mikrokristalline Cellulose, 2 Gewichtstelle Carboxymethylcellulose, 30 Teile Aluminiumoxid (3θμΐη) und 250 Gewichtstelle Wasser verwendet. Weiterhin ver wendet man ein nichtionisches Tensid In geringen Men gen.

Die erhaltene Aufschlämmung trägt man auf den Druckbogen auf unter Verwendung einer Meyer-Stabbeschlchtungsmaschine, so daß eine Trockenstärke von 0,0038 mm erzielt wird. Den Druckbogen Imprägniert man dann mit Memallnformaldehydharz auf einen Harzgehalt von 41,7% und trocknet auf einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 4,2%. Man verpreßt dann den Stapel mit dem beschichteten Druckbogen In bekannter

Weise zu einer Splegelglanz-Schlchtstoffplatte.

Diesen Schichtstoff vergleicht man mit einem In üblicher Welse unter Verwendung eines 15 g/m² Overlays hergestellten Hochglanzschichtstoff, wozu man die beiden Schichtstoffe dem unten beschriebenen »Dosen- Reibtest« unterwirft. Der erfindungsgemäße Schichtstoff hat einen Anfangsabrieb von 325 Umdrehungen und einen MEMA-Abrlebwert von 1021 Umdrehungen. Die Vergleichsergebnisse nach dem »Dosen-Relbtest« sind:

Die vorausgehenden Untersuchungen zeigen, daß die Wirkung des Organosllans, nach Erreichen einer Menge von etwa 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Alumlnlumoxlds, nicht wesentlich verbessert wird; und tatsächlich waren, unter den besonderen Bedingungen, bei 6\ Organosllan die Ergebnisse schlechter als bei 2%, jedoch dennoch wesentlich besser als ohne Organosllan.

Beispiel 12

Man wiederholt das Verfahren von Beispiel 11, um die Anfangsfbrlebwlderstandsfählgkelt des Schichtstoffs als eine Funktion der Temperatur, die zum Trocknen der auf dem Druckbogen aufgetragenen Schicht verwendet wird, zu bestimmen. Zu diesem Zweck beschichtet man den Dekorbogen mit der Beschlchtungszubereltung von Beispiel 4 In einem Verhältnis von 13 bis 17g/m^J (trocken 0,005 mm), wobei die Beschlchtungszubereitung Sllan entsprechend Beispiel 9 enthält. Man trocknet die Beschichtung jeder Prpjje 3 Minuten bei unterschiedlichen Temperaturen, wie In Tabelle XI angegeben. Nach dem Trocknen klimatisiert man die beschichteten Bogen bei 5Ov. relativer Feuchtigkeit und 2I⁰C. Man Imprägniert dann die Bogen In üblicher Welse mit Melamlnformaldehyd-Harz und stellt dann den Schichtstoff In üblicher Welse mil einem mattierten Preßwerkzeug her. Man erhält folgende Ergebnisse:

40	Tabelle XII	Oberflächenmattierungen	erfindungsgemäßer
	Umdrehungen	Herkömmlicher	Schichtstoff
		Schichtstoff
			keine Wirkung
45		leicht	keine Wirkung
	1500	lejchl	keine Wirkung
	3 000	(zunehmend
	6000	schlecht)	leicht
50
	12 000		) leichter Abrieb
	18 000	extremer Abriet
	24 000

Die Zerstörung des Druckmusters beginnt bei beiden Proben bei etwa 30 000 Umdrehungen, wobei Jedoch zu erkennen Ist, daß der herkömmliche Schichtstoff zunehmende Oberflächenmattlerung schon bei nur 15,00 ReIb- Umdrehungen aufwebt und daß tatsächlich die Oberflächenmattlerung nahezu schon bei den ersten paar hundert Reibumdrehungen beginnt. Weiterhin Ist der herkömmliche Schichtstoff bereits vollständig mattiert, bevor die Dekorzerstörung beginnt (30 000 Relbcyklen).

Bei dem Dosenrelbtest wird ein Abrieb simuliert, wie er mit einem Glasfasertablett beim Hin- und Herschieben auf einem Schichtstoff erzeugt wird. Ein einem Glasfasertablett entsprechendes Teil 1st am Boden einer Dose

28 OO 762

(Nr. 10) befestigt, die ihrerseits mit 2,26 kg Gewicht belastet ist und flexibel mit einer Nocken-gesteuerten Aufnahmevorrichtung verbunden ist, die eine Hin- und Herbewegung mit einer Amplitude von 12,6 cm bewirkt.

Die erzielten Ergebnisse weisen das vorliegende Verfahren als eine revolutionäre Entwicklung auf dem Gebiet von Dekorplatten aus. Es ist zum ersten Mal ein Schichtstoff zugänglich, der auch ohne Overlay sowohl den NEMA-Abriebwlderstandswert von wenigstens 400 Umdrehungen als auch einen Anfangsabriebwert, bei der gleichen Untersuchung, von wenigstens 175 bis 200 Umdrehungen erreicht.

Es gibt viele Verwendungszwecke für Schichtstoffe, bei denen eher der Anfangsabriebwert als der NEMA-

Abriebwert die Gebrauchsdauer der Oberfläche bestimmt. Beispiele hierfür sind Kontrolltische in Supermärkten, Ladentische bei Lebensmittelbedienung, Kaffeehaustische und andere kommerzielle Oberflächen, die der Scheuerwirkung und dem Gleiten von nicht glasiertem Geschirr, Dosen, Faserglastabletts, usw. ausgesetzt sind. Wenn kleine Bereiche des Dekors nach relativ kurzer Verwendungszelt zu verschwinden beginnen, besonders in einem unregelmäßigen Dekor, wird die Oberfläehe für den Eigner unzumutbar und teurer Ersatz notwendig. Wenn die Oberfläche sich allmählich gleichmäßig über einen langen Zeitraum abnützt, überschreitet der Abnutzungszeitraum Jen normalen durch Stiländeningen bedingten Zeitraum um etwa 3 bis 5 Jahre.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 28 OO

1. Verfahren zur Herstellung einer für Dekorplatten-Beschlchtung geeigneten Papie.schicht mit verbessert abriebreslstenter Oberfläche unter Verwen- dung von abrlebreslstentem, feintelligem, mineralischem Material und Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß man eine nasse dünne Schicht eines Gemischs aus dem abriebrestlstenten, feinteillgen, mineralischen Material und einem Bindemittel hierfür, welches In trockenem Zustand für hitzehärtendes Papler-Imprägnierharz durchlässig, mit diesem verträglich und unter Imprägnlerungs- und Beschichtungsbedlngungen beständig ist, auf die Papierschicht aufDringt und die Schicht trocknet.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch so zusammengesetzt und so aufgebracht wird, daß das ganze oder Im wesentlichen das gMiie abrlebreslstente, felntelllge, mineralische Material auf der Oberfläche abgelagert wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bindemittel mikrokristalline Cellulose verwendet.

4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Trocknung bei einer Temperatur von wenigstens 80° C, vorzugsweise bei 115 bis 135° C vornimmt.

5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als abrlebreslstent"·, felntelllges, mineralisches Material Aluminiumoxid einer Teilchengröße von 20 μνη bis 50 μΓΠ verwendet.

6. Verfahren gemäß eirwm der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch verwendet, das 5 bis 10 Gew.-Teile mlkrokristalline Cellulose auf 20 bis 120 Gew.-Telle Aluminiumoxid neben Wasser enthält.

7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch verwendet, welches nlcht-lonlsches Netzmlttel enthält.

8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Schicht einen Zusatz von Organosllan, Insbesondere etwa 0,5 bis etwa 2 Gew.-* Organo-Amlnosllan, bezogen auf das Gewicht des Aluminiumoxids, enthält.

9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Papler-lmprägnlerharz Melamln-Formaldehyd- oder Polyesterharz verwendet.

10. Verfahren zur Herstellung einer Dekorplatte mit verbessert abriebreslstenter Oberfläche unter festem Vereinigen unter Hitze und Druck einer hitzehärtbares Imprägnierharz, abrlebreslstentes, felntelllges, mineralisches Material und Bindemittel enthal- tenden Dekorschicht mit einer Unterlage, Insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Dekorschicht, vor der Imprägnierung mit dem hltzehärtenden Harz, eine nasse dünne Schicht eines Gemischs aus dem abriebreslstenten. [einteiligen, mineralischen Material und einem Blndemlt'el hierfür, das In trockenem Zustand für das hitzehärtende Imprägnierharz durchlässig, diesem gegenüber verträglich und unter Imprägnlerungs- und Beschlchtungsbedlngungen beständig Ist, aufbringt, die dünne Schicht trocknet und erst dann die Imprägnierung und die Warmverpressung In bekannter Weise vornimmt.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch In einer solchen Menge aufbringt, daß die Schicht in der Dekorplatte eine Stärke von etwa 0,0013 bis etwa 0,0075 mm aufweist.