DE2129081A1

DE2129081A1 - Dekorativer Schichtstoff

Info

Publication number: DE2129081A1
Application number: DE19712129081
Authority: DE
Inventors: Lee Eugene Tyrone Pa. Veneziale jun. (V.StA.)
Original assignee: Westvaco Corp
Current assignee: Westvaco Corp
Priority date: 1970-06-12
Filing date: 1971-06-11
Publication date: 1971-12-16
Also published as: CA963372A; FR2095214B1; GB1349278A; FR2095214A1

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLF, · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN

PATE NTANWlLXK

t·

D-8000 München 8i · Arabellastrasse 4 ■ telefon (oeii) 911087

Westvaco Corporation
New York, N.Y. / USA

Dekorativer Schichtstoff

Die Erfindung bezieht sich auf laminierte Gegenstände und insbesondere auf einen dekorativen Schichtstoff, der aus zwei oder mehreren Materialbahnen besteht, die mit einen wärmehärtbaren Harz gesättigt sind, und die unter Wärme und Druck zur Bildung einer zusammengesetzten Überlageplatte verdichtet werden können.

Die herkömmlichen Hochdrucklarainate, die in horizontalen Oberflächenanwendungsbereichen , z.B. Oberflächen von Tischen und Schaltern, Verwendung finden, sind gut bekannt. Sie werden herkömmlicherweise aus einer Vielzahl von Lagen aus Papier (gewöhnlich sieben oder mehr Lagen aus Kraftpapier, die den Kern bilden) hergestellt, die mit Phenolharzen gesättigt sind. Sie schließen eine Druckschicht ein, die gewöhnlich aus einem Alpha-Zellulose-Papier, das mit einem

10 9 8 51/13 2 0 ' "²"

Melamin-Formaldehyd-Harz imprägniert ist, besteht und weisen in manchen Fällen auch eine oberste Schutzschicht auf, die gewöhnlich aus Alpha-Zellulose besteht, welche mit einem Melamin-Förmaldehyd-Harz imprägniert worden ist. Die Kraftschichten, welche den Kern des Laminats bilden, vermitteln die Starrheit, wenn sie mit der Druck- und der Überlageplatte bei Wärme und Hochdruck gewöhnlich bei etwa 1^9⁰G und etwa 7O_t3 kg/cm verdichtet werden. Das Laminat wird hierauf gewöhnlich auf ein Substrat, z.B. aus Sperrholz, Hartfaserplatten'oder Teilchenplatten, aufgeleimt oder damit verbunden, um ein Produkt zu liefern, welches für horizontale Oberflächenanwendungen geeignet ist.

Laminierte Platten, die als vertikale Strukturen geeignet sind, die aber keine genügende Schlagfestigkeit und Abriebbeständigkeit zur Verwendung als horizontale Oberflächen besitzen, sind gleichfalls gut bekannt. Solche Laminate schließen gewöhnlich keinen laminierten Kern,der oben im Zusammenhang mit den Hochdrucklaminaten beschrieben wurde, ein. Diese Laminate besitzen eine niedrigere Dichte als diejenigen mit einem hochverdichteten laminierten Kern von Kraftschichten, die mit Phenolharzen imprägniert sind. Diese Laminate mit niedriger Dichte werden oftmals direkt auf Materialien wie Sperrholz, Teilchenplatten und Wandplatten aufgebracht und damit verbunden, um dekorative Platten zu bilden, welche lediglich für vertikale Oberflächenzwecke geeignet sind· Es sind schon Versuche angestellt worden, um solche Platten mit den Eigenschaften von Platten, die für horizontale Oberflächen geeignet sind, herzustellen, doch sind bislang, wenn überhaupt,nur wenig zufriedenstellende horizontale Platten hergestellt worden, ohne daß die teuereren

-3-

1 098B1 /1320

mit Phenolharzen imprägnierten Kraftschichten als Kernstrukturen und die Bit Melamin-Pormaldehyd-Harz imprägnierten Oberflächenstrukturen verwendet wurden.

Es besteht daher ein Bedarf nach einem dekorativen Niederdruck-Schichtstoff und zwar insbesondere nach einem , der für horizontale Zwecke geeignet ist.

Gemäß der Erfindung wird nun ein dekorativer Schichtstoff zur Verfugung gestellt, der aus einer klaren obersten Schutzschicht aus harten, abriebbeständigen Pasern besteht, welche durch ein bei Niederdruckbedingungen wärmehärtbares Harz an eine Schicht oder eine Kombination von Schichten gebunden ist, wobei die Schicht oder die Kombination sowohl dekorativ als auch schockabsorbierend ist.

Das Harz ist vorzugsweise ein Polyester und die Paser sind vorzugsweise Glasfasern. Obgleich Polyesterharze weitaus bevorzugt werden, können jedoch diese Harze, welche die bekannten Eigenschaften haben, durch andere geeignete Harze, die dem Fachmann bekannt sind, ersetzt werden. Die Pasern der Schutzschicht müssen solche Eigenschaften besitzen, die eine hohe Abriebbeständigkeit ergeben und zu einer Schlagbeständigkeit beitragen. Neben Glasfasern können wahrscheinlich bestimmte Pasern aus synthetischen Polymeren verwendet werden.

Bekanntlich werden Niederdrucklaminate als solche Laminate definiert, die durch Anwendung von Wärme bei relativ niedrigen Drücken, gewöhnlich unterhalb etwa 17,6 kg/cm², ausgehärtet werden können.

109851/1320

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß diese Laminate, insbesondere wenn sie mit einer die Starrheit verleihende Grundlage verbunden werden, den Standardrichtlinien für 'horizontale Oberflächen genügen.

Gemäß der Erfindung wird somit eine Schutzschicht zur Verfügung gestellt, die mit vielen Niederdruck- und Hochdrucksubstraten zur Bildung von dekorativen und funktionellen Schichtstoffen oder Laminaten eingesetzt werden kann. Gemäß einer Ausführungsform können diese Laminate mit einer zweischichtigen Schutzschicht hergestellt werden, welche aus einer Schicht aus Glasfasern und einer einzigen, dekorativen , schookabsorbierenden Schicht aus gesättigtem Kraftpapier, insbesondere eines mit einem Basisgewicht von mindestens 63»5 kg , vorzugsweise 71,6 kg, besteht, wobei beide Schichten mit einem Harz imprägniert oder gesättigt sind. Bei der bevorzugten Ausführungsform dieses Gesichtspunkts der Erfindung, bei welcher zwei Schichten mit einem die Starrheit verleihenden Substrat, beispielsweise einer Flockenplatte oder Sperrholz, aufgeschichtet und damit unter Wärme und Druck verdichtet worden sind, wird ein Niederdruckschichtstoff erhalten, welcher die NEMA-Standardrichtlinien hinsichtlich der Schlagfestigkeit und der Abriebbeständigkeit für dekorative Schichtstoffe des allgemeinen Gebrauchszweckstyps genügen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine Schutzschicht aus drei Schichten hergestellt, die aus einer obersten Schutzschicht, einer dekorativen Schicht und einer schockabsorbierenden Schicht besteht. Bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß dieses Gesichtspunkts der Erfindung wird Jede der drei Schichten mit einem härtbaren Polyesterharz imprägniert oder gesättigt.

-5-

109851/1320

Die oberste Schicht, welche die oberste Schutzschicht darstellt, ist nach der zur Bildung eines Laminats erfolgenden Wärme- und Druckbehandlung klar und transparent. Die Schicht stellt gewöhnlich eine oberste Schutzschicht aus Paserglas dar, die mit einem ungesättigten Polyesterharz gesättigt ist. Die Paserglasschicht kann in verschiedenen Formen, z.B. Matten, Seidensträngen oder Vorgespinsten, Garnen, Webwaren oder papierförmigen Produkten, vorliegen, wobei bei den letzteren Glaspapier bevorzugt wird. Beim Verpressen unter Wärme verleiht die Paserglasschicht dem Laminat eine hohe Abriebbeständigkeit und trägt zu der Schlagfestigkeit des Endproduktes bei. Die Paserglasschicht enthält mindestens 55 Gewichts-^ Harz und kann mit dem Harz hoch gesättigt sein. In manchen Fällen kann sie bis zu 85 % Harz und nur 15 % Glasfasern enthalten. Es wird bevorzugt, daß die Glasfaserschicht etwa 80 bis 85 Gewichts-^ Polyesterharz enthält.

Bei der Zusammenstellung des Laminats, welches als eine Ausführungsform der Erfindung zwei Schichten besitzt, wird vorzugsweise eine einzige Schicht aus einem Kraftpapier vom gesättigten Grad mit einem Basisgewicht von mindestens 63,5 kg unmittelbar unter die oberste Schutzschicht aus Faserglas gebracht. Die einzige Schicht aus dem gesättigten Kraftpapier, dient sowohl als dekorative als auch als schockabsorbierende Schicht. Diese Schicht wird im allgemeinen mindestens auf einer Oberfläche mit einem Muster bedruckt oder gefärbt bzw. pigmentiert, um dieser eine Farbe zu verleihen, wie es bei einer herkömmlichen Druckschicht der Fall ist. Ein wichtiger Gesichtspunkt dieser Erfindung ist somit die Möglichkeit, daß die Kraftschicht mit einem dekorativen Muster bedruckt werden kann. In der Vergangenheit wurden Kraftpapiere nicht

-6-109851/1320

bedruckt, weil sich die relativ groben Pasern nicht gut bedrucken lassen* Es wurde jedoch gefunden, daß ein qualitativ hochwertiges Bedrucken erfolgen kann, wenn die Kraftschicht auf der bedruckten Seite der Schicht kalandriert wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine sogenannte zweischichtige Kraftschicht verwendet, welche an der Oberfläche eine Schicht von Feinstoffen aufweist, so daß sie leicht kalandriert werden kann.

Die Kraftschicht ergibt auch einen Däinpfungseffekt und absorbiert nach Schlag den Schock, wodurch in Kombination mit " der obersten Schutzschicht aus Faserglas ein Laminat mit einer hohen Schlagbeständigkeit und hoher Abriebfestigkeit zur Verfügung gestellt wird. Diese Schicht dient auch dazu, irgendwelche Hohlräume und Fehler zu überbrücken, die auf der Oberfläche des Substrats vorhanden sein können, mit welchem die zweischichtige oberste Schutzschicht verschmolzen werden kann. Obgleich es notwendig ist, ein Papier mit einem sättigenden Grad zu verwenden, das nur ein Basis ^gewicht von mindestens

63.5 kg aufweist, um den NEMA-Vorschriften für die Schlagfestigkeit und Abriebbeständigkeit zu genügen,, ist es jedoch vorzuziehen, ein Papier mit einem Basisgewicht von mindestens

71.6 kg zu verwenden, um eine Auflage mit einem besten Gesamtverhalten herzustellen. Tatsächlich können gesättigte Grade verwendet werden, welches ein Basisgewicht bis zu 90,7 kg besitzen, bevor die Gesättigtkeit bei herkömmlichen Maschinengeschwindigkeiten verschlechtert wird. Die Schicht wird mit dem ungesättigten Polyesterharz imprägniert und sie kann 50 bis ungefähr 65 Gewichts-Ji, vorzugsweise etwa 55 bis 62 Gewichts-^, härtbares Polyesterharz enthalten. Die hierin verwendete Bezeichnung "Basisgewicht" bedeutet das Gewicht des Papiers pro 27.9 m .

-7-109851/1320

Bei der ,Zusammenstellung des Laminats mit den drei Schichten wird eine dekorative oder Druckschicht unmittelbar unter die oberste Schutzschicht aus Paserglas gebracht. Zur Bildung der dekorativen Gegenstände dieser Erfindung werden die herkömmlichen Druckschichtenteile verwendet. Solche Schichten bestehen gewöhnlich aus Zellulose-Pasern, Acyrlnitril-Fasern, Polyester-Pasern und können sogar wiederum aus Kraftpapier sein· Die dekorative Schicht ist im allgemeinen auf mindestens einer Oberfläche mit einem Muster bedruckt oder zur Erzielung einer festen Farbe darauf gefärbt oder pigmentiert. Bei der bevorzugten Ausführungsform dieses Gesichtspunkts der Erfindung besteht die dekorative Schicht aus Alpha-Zellulose und ist mit einem ungesättigten Polyesterharz gesättigt. Sie kann 50 bis 65 Gewichts-^, vorzugsweise 55 bis 62 Gewichts-^, härtbares Polyesterharz enthalten.

Unmittelbar unter der Druckschicht ist eine schockabsorbierende Schicht angeordnet, die mit einem ungesättigten Polyesterharz gesättigt ist. Diese Schicht ergibt einen Dämpfungseffekt und sie absorbiert die durch Schläge und dgl. hervorgerufenen Schocks, wodurch in Kombination mit den oben beschriebenen zwei Schichten ein Laminat mit einer hohen Schlagbeständigkeit zur Verfügung gestellt wird. Wie bei der Ausführungsform der Erfindung mit den zwei Schichten dient auch hier die Dämpfungsschicht dazu, auch Leerstellen und Fehler zu überbrücken, die an der Oberfläche des Substrats vorhanden sein können, mit welchem das dreischichtige überlagegebilde verbunden werden kann. Dies stellt eine wichtige Punktion dar und ergibt ein Laminat mit einem relativ hohen Glanz.

Um die Funktionen der gerade beschriebenen schockabsorbieienden Schicht zu erfüllen,können verschiedene weiche, faserartige Dämpfungsschichten verwendet werden. Die bevorzugte

109851/1320

Schicht besteht aus Baumwollfasern und ist mit einem polymerisierbaren Polyesterharz gesättigt. Die Baumwollsehicht kann auch 50 bis 60 Gewichts-#, vorzugsweise 55 bis 60 Gewichts-^, Polyesterharz enthalten.

Wie bereits oben ausgeführt, werden die einzelnen, das Gebilde bildenden Schichten mit einem wärmehärtbaren Harz imprägniert, das bei Niederdruckbedingungen härtbar ist. Dieses Harz stellt vorzugsweise ein polymerisierbares, ungek sättigtes Polyesterharz dar, welches nach dem Härten unter Wärme und Druck einen Thermoplasten bildet. Von solchen Harzen sind viele bekannt, welche bei der Erfindung verwendet werden. Obgleich es bevorzugt wird, daß alle die die oberste Schutzschicht dieser Erfindung bildenden Schichten das gleiche Polyesterharz enthalten, können aber die einzelnen Schichten auohverschiedene Arten von ungesättigten Polyesterharzen enthalten.

Bekanntlich werden mit Polyesterharzen solche synthetische Harze bezeichnet, welche durch Umsetzung von zweibasischen Säuren mit zweiwertigen Alkoholen erhalten werden. Ungesättigte Polyesterharze werden im allgemeinen dadurch hergestellt, daß man ein Gemisch von ungesättigten zweibasischen Säuren , wi« Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure und Citraconsäure sowie deren Gemische, und gesättigten zweibasischen Säuren, wie Isophtalsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Phthalsäure-Anhydrid und Gemischen daraus verwendet. Das Gemisch aus gesättigten oder ungesättigten zweibasischen Säuren wird mit einem zweiwertigen Alkohol, z.B. Äthylenglycol, Diäthylenglycol, Propylenglycol, Dipropylenglycol, Butylenglycol und deren Gemischen umgesetzt, wodurch ein ungesättigtes Polyesterharz erhalten wird. Zur Erzielung eines größeren Polymerisationsgrades ist es üblich, den resultierenden ungesättigten Polyester mit

10 9851/1320

einem reaktiven Monomeren zu vermischen, welches im allgemeinen als Lösungsmittel für den ungesättigten Polyester wirkt und das mit den ungesättigten Stellen der Polyesterkette zu einem ausgehärteten thermoplastischen Produkt copolymerisiert. Verschiedene ungesättigte Monomere können zur Vernetzung des Polyesterharzes verwendet werden. Beispiele hierfür sind Vinyl-Verbindungen, wie Styrol, Alpha-Methylstyrol, Vinyltoluol, Vinylacetat, Diallylphthalat, Diacetonacrylamid, Methylacrylat, Methylmethacrylat, Chlorstyrol, Divinylbenzol, Triallylcyanurat und Gemische daraus. Hierin sollen die verschiedenen Polyesterharze, die aus den obigen Arten von Säuren und Alkoholen, ggf. unter Zusatz von einem oder mehreren Vernetzungsmonomeren erhalten werden, als "polymer!sierbare ungesättigte Polyesterharze" bezeichnet werden. Das im Einzelfall verwendete Polyesterharz ist nicht von großer Wichtigkeit. Wenn eine Art bevorzugt wird, dann sind es diejenigen Harze, die in bekannter Weise aus einem Gemisch von Isophthalsäure und Fumarsäure erhalten werden, wenn bei einem Mol-Verhältnis von 1:1 eine Umsetzung mit Polypropylenglycol erfolgt, wobei das Vernetzungsmonomere für den resultierenden ungesättigten Polyester Diallylphthalat ist. Das fertige Harz hat ein durchschnittliches Molekulargewicht von 3.000 bis 3.500 . Zur Unterstützung der Copolymerisation können weiterhin geringe Mengen, d.h. 5 bis 10 Gewichts-jC Hexamethylmethoxymelamin verwendet werden. Naturgemäß enthält in bekannter Weise das Gemisch aus dem ungesättigten Polyesterharz und die Vernetzungsmonomeren vorzugsweise geeignete Verbindungen, z.B. Peroxy-Verbindungen und Beschleuniger sowie Fließkontrollmittel.

Das polymerisierbare ungesättigte Polyesterharz kann nach verschiedenen Aufbringungsweisen, z.B. durch Tauchen, Beschichten oder andere Maßnahmen zur Abmessung einer Lösungsmittellösung des Harzes,auf die Schichten aufgebracht werden, die die oberste Schicht gemäß dieser Erfindung bilden. Ge-

109851/1320

eignete Lösungsmittel für das Harz können für die Beschichtungsauftragung verwendet werden, z.B. die verschiedenen Ketone und Ester mit Einschluß von Aceton, Äthylketon, Äthylacetat und Butylacetat sowie aromatische Lösungsmittel wie Benzol, Toluol und Xylol.. Die Viskosität und der Harzfest stoff gehalt des Lösungssystem werden zur vollständigen Sättigung und Harzaufnahme eingestellt. Die Schichten können oberflächlich mit dem ungesättigten Polyesterharz beschichtet werden oder sie können mit dem Harz im wesentlichen vollständig imprägniert oder gesättigt werden. Ungeachtet der Aufbringungs- W weise wird es bevorzugt, aber nicht gefordert, daß mehr Harz an der Vorderseite der Druckschicht (d.h. an der Seite, die im Laminat die oberste Schicht aus Paserglas berührt) sich befindet als an ihrer Rückseite. Die Schichten werden bei Temperaturen getrocknet , die hoch genug sind, daß praktisch sämtliche flüchtigen Stoffe entfernt werden, die aber nicht so hoch sind, daß das ungesättigte Polyesterharz in Gegenwart des Vernetzungsmittels vorzeitig gehärtet wird.

Die Schichten, die das erfindungsgemäße Produkt bilden, können unter Wärme und Druck zu einer einheitlichen obersten Platte oder Täfelung zusammengefügt werden. Die Dicke dieser * Platte beträgt für einen Schichtstoff aus zwei Lagen gewöhnlich 33,02 · 10~3 bis etwa 61,0 · 10"-* cm und für einen Schichtstoff aus drei Schichten 50,8 · 10"^ bis 76,2 · 10"-* cm. Vorzugsweise geht die Stärke der Schicht bei einem zweischichtigen Schichtstoff nicht über 53,3 * 10 cm und bei einem dreischichtigen Schichtstoff nicht über 76,2 · 10"^Jcm hinaus. Die Platte kann nach ihrer Verdichtung durch geeignete Mittel auf beliebige geeignete Substrate, wie Sperrholz, Gipsplatten, Holz, Teühenplatten, Harzplatten, Metall, Flockenplatten und Zement-Asbestplatten aufgeklebt oder damit verbunden werden.

109851/1320

Bel der bevorzugten Methode zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schichtstoffe werden die Schichten mit einem Substrat aufgeschichtet und in einer Wärme- und Druckoperation zu einer breiten Seite des Substrats und aneinander gebunden. Auf diese Weise wird ein wärme- und druckverdichtetes Laminat hergestellt, welches (I) ein die Starrheit verleihendes Grundteil (II), eine dekorative schockabsorbierende Schicht, welche entweder (a) eine einzelne schockabsorbierende, dekorative Kraftpapierschicht oder (b) eine Kombination aus (1) einer auf das Grundteil gebundenen Baumwollschicht und (2) einer Druckschicht, die auf die Baumwollschicht aufgeschmolzen ist, darstellt und (III) eine oberste Schicht aus Paserglas, die auf die Papier- oder Druckschicht aufgeschmolzen ist, umfaßt, wobei sämtliche Schichten mit Ausnahme der Schicht (I) ein im wesentlichen gehärtetes thermoplastisches Polyesterharz enthält, welches im nicht gehärteten Zustand ein polymerisierbares ungesättigtes Polyesterharz wie beschrieben ist. Die !•aminierung kann unter Verwendung einer erhitzten Standardplattenpresse mit einer oder mehrerer Öffnungen bewerkstelligt werden. Es können die herkömmlichen Zwischenplatten, z.B. Aluminiumzwischenplatten, verwendet werden. Es können viele Oberflächengestaltungen ( Firnisse ) auf der obersten Fläche des Laminats durch Verwendung der bekannten Freisetzungspapiere mit verschiedenen Mustern erhalten werden, welche zwischen eine Zwischenplatte und die oberste Faserglasschicht eingesetzt werden. Bei den oben beschriebenen ungesättigten Polyesterharzen können niedrige Drücke und Temperaturen und relativ kurze Preßzeiten verwendet werden, um das Harz zu härten und das Laminat zu bilden. So können z.B. bei relativ nie drigen Drücken von 12,7 bis 19,3 kg/cm und Temperaturen von 132,2 bis 135,0 ⁰C bei Preßzeiten von nur 4 1/2 bis 5 Minuten zufriedenstellende Laminate hergestellt werden· Es wurde gefunden, daß bei diesen Bedingungen das Harz genügend

-12-

109851/1320

strömt, um die erforderlichen Oberflächeneigenschaften sowie die Adhäsion der obersten Schichten an dem Substrat zu ergeben.

Für den Fachmann wird ersichtlich, daß mit dem Substrat und den obersten Schichten auch eine geeignete Unterlägeschicht aufgelegt werden kann und mit der Rückseite des Substrats verbunden werden kann. So kann z.B. eine Unterlageschicht aus Alpha-Zellulosefasern, die mit einem polymer!sierbaren ungesättigten Polyesterharz gesättigt ist, an die eine breite Seite des Substrats zur gleichen Zeit gebunden werden, bei welcher die obersten Schichten an die andere breite. Seite des Substrats gebunden werden. Bei Verwendung einer Unterlageschicht wird beim Auflegen gevö hnlich zwischen die Unterlageschicht und die Zwischenplatte eine Schicht aus einem Trennpapier gebracht.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung werden die obersten Schichten mit einem Substrat aus einer Flockenplatte aufgelegt, um ein Niederdrucklaminat zu bilden. Flockenplatten sind Produkte, welche erhalten werden, indem harzbeschichtete Holzflocken unter Wärme zu einer einheitlichen Struktur verdichtet werden. Die Flockenplatten besitzen eine Dichte von mindestens 0,7^ g/cm^ , vorzugsweise von mindestens w 0,88 g/cnr. Es wird bevorzugt, daß die Stärkevariation der Flockenplatte nicht über Plus oder Minus 0,025 cm hinausgeht, um eine gleichförmige Druckverteilung während der Laminierungsstufe zu haben. Es wurde gefunden, daß bei der Kombinierung der obersten Schichten mit einem Flockenplattensubstrat mit einer Dichte von mindestens 0,7^ g/cnr für eine dreilagige oberste Schicht oder mit einer Dichte von 0,8Q g/cm^ für eine

-13-

109851/1320

- 13 - £129081

zweilaglge oberste Schicht das resultierende Laminat den Vorschriften der Laminate für allgemeine Zwecke genügt und überraschenderweise sowohl für horizontale Strukturen als auch für vertikale Strukturen geeignet ist. Wenn die obersten Schichten in der beschriebenen Reihenfolge angeordnet werden, d.h. daß die Kraftschicht sich nächst der Flockenplatte befindet, wobei die Druckschicht der Faserglasschioht gegenüberliegt oder sich die Baumwollschicht nächst der Flockenplatte befindet, wobei die Druckschicht zwischen der Baumwollschicht und der Faserglasschicht ist, die NEMA-Standardvorschriften für die Schlagfestigkeit und die Abriebbeständigkeit für horizontale Oberflächen erfüllt werden. Bei Steigerung des Basisgewichts der Eraftschicht kann die Dichte des Flockenplattensubstrats etwas verringert werden und die Anforderungen hinsichtlich der Schlagbeständigkeit werden immer noch erfüllt. Es wurde beispielsweise gefunden, daß, wenn eine Glasfaserschicht in der Zusammenstellung zwischen der Kraftpapierschicht und dem Flockenplattensubstrat oder zwischen der Druckschicht und der Baumwollschicht angeordnet ist, das dekorative Flockenplattenlaminat eine Oberfläche mit einer ungenügenden Abriebbeständigkeit besitzt, welche bricht, wenn sie dem 91,4-cm NEMA-Schlagbeständigkeitstext (NEMA-Standard LD 1-2,15) (NEMA bedeutet "National Electric Manufacturers Association", eine Handelsgesellschaft in den USA, die die Standard-Richtlinien erstellt)unterworfen wird. Wenn die Faserglasschicht zwischen der Baumwollschicht und der Flockenplatte ist, dann wird die Abriebbeständigkeit verringert. Die Standard-Richtlinien für die Schlagfestigkeit für horizontale Oberflächen werden nur dann erfüllt, wenn die Schichten vom Boden angefangen mit der Kraftpapierschicht oder der ersten Baumwollschicht anstoßen an das Flockenplattensubstrat, dann die Druckschicht, wo Baumwolle verwendet wird, gefolgt von

-14-109851/1320

der obersten Schicht aus Faserglas, angeordnet werden. Dieses überraschende Ergebnis ist signifikant, da es die Basis zur Herstellung von Niederdrucklaminaten mit den erforderlichen Eigenschaften für horizontale Strukturen darstellt.

Die Erfindung wird in den Beispielen näher erläutert. Darin sind sämtliche Angaben auf das Gewicht bezogen, sofern keine anderen Angaben gemacht werden.

Beispiel 1

Gemäß der Erfindung wurde ein dekorativer Schichtstoff für allgemeine Zwecke hergestellt, indem zwei oberste Schichten auf einen Flockenplattenkern laminiert wurden.

Die oberste Schicht bestand aus einer unpigmentierten Schicht mit einem Basisgewicht von 11,8 kg, welche etwa 17 Gewichts-% Glasfasern und etwa 83 % polymer!sierbares, ungesättigtes Polyesterharz enthielt und die eine Stärke von etwa 20,3 * 10"^ cm (8 mil.,) hatte.

Die kalandrierte Schicht aus dem Kraftpapier mit gesättigtem Grad war ungefähr k5,7 · 10" ^ cm (18 mil ) dick und hatte ein Basisgewicht von etwa 72 .kg. Die Kraftschicht war auf einer Seite mit Tinte zur Bildung eines holzkörnigen Musters bedruckt worden. Die Kraftschicht enthielt etwa Gewichts-^ polymer!sierbares ungesättigtes Polyesterharz.

Das polymer!sierbare ungesättigte Polyesterharz enthielt in jedem Fall als die Komponente der zweibasischen Säure ein Gemisch aus Isophthalsäure und Fumarsäure im Mol-Verhältnis 1:1.

109851/1320 -15-

Das Gemisch der zweibasischen Säuren wurde im Mol-Verhältnis von 1: 1,05 fflit Propylenglycol umgesetzt. Das durchschnittliche Molekulargewicht des Isophthalsäure-Fumarsäure-Polyäthylenglycol-Polyesterharzes betrug 3·200. Darüber hinaus enthielt das Polyesterharz etwa 20 Gewichts-^ Diallylphthalat als Vernetzungsmonomeres, etwa l/h Gewichts-# Tert-Butylperbenzoat als Katalysator und etwa 5 Gewichts-^ Hexamethyl-Methoxy-Melamin als weiteren Copolymer!sator. Zum Aufstreichen des Polyesterharzes auf die einzelnen Schichten wurde ein herkömmliches Lösungsmittelsystem verwendet. Die Viskosität wurde bei einem Peststoffgehalt an Harz von ^5 bis 60 % in der Lösung auf 15 bis 30 Sekunden {

Nr. *l· Pord-Cup eingestellt. Beide beschriebenen Schichten wurden durch herkömmliche Tauchverfahren mit dem Polyesterharz gesättigt und getrocknet. Der Flockenplattenkern für das Laminat war etwa 1,9 cm dick und besaß eine Dichte von etwa 0,88 g/cm-'. Die Flockenplatte war aus Espenflocken hergestellt worden und enthielt etwa 5 % Harnstoff-Formaldehyd-Harz und etwa 1 % Wachsemulsion. Es wurde dadurch hergestellt, daß die harzbeschichteten Flocken etwa 8 Minuten in einer Plattenpresse mit einer Last von etwa 35»2 kg/cm 8 Minuten komprimiert und auf eine Temperatur von etwa 157,2 ⁰C erhitzt wurden.

Die Auflegung zur Herstellung des dekorativen Schicht- " stoffs umfaßte eine Aluminiumzwischenplatte, gefolgt von einer Schicht von Trennpapier, der Faserglasschicht, der Kraftpapierschicht mit der bedruckten Seite nächst der Faserglasschicht und dem Flockenplattenkern und schließlich einer weiteren Aluminiumzwischenplatte. Die Zusammenstellung wurde in eine Laminierungspresse gebracht und das Laminat wurde gebildet und das Harz ausgehärtet, indem etwa 5 Minuten auf 132°C bei einem Druck von etwa 13,0 kg/cm² erhitzt wurde. Nach dem Kühlen war das resultierende Laminat für sowohl horizontale als auch vertikale Anwendungszwecke geeignet.

109851/1320

-16-

Die zweilagige oberste Schicht besaß eine Dicke von nur etwa 53»3 · 10 ^J cm.Das Laminat aus der Flockenplatte und den obersten Schichten genügt den NEMA-Standard-Richtlinien für die Abriebbeständigkeit und der 91,^-cm-Schlsgbeständigkeit für dekorative Schichtstoffe für allgemeine Zwecke. In der nachstehenden Tabelle sind die Werte für ein Laminat, das gemß der Erfindung hergestellt wurde, zusammengestellt·

Test

Tabelle I Ergebnisse

Abriebbeständigkeit

g/100 Zyklen 0,075 i.

Beständigkeit der
Oberfläche gegen
ein Verflecken

zufriedenstellend

Aussehen zufrieden

stellend

Schlagbeständigkeit, 130 (keine Fallhöhe cm Bisse)

Endbearbeitung

zufriedenstellend

NEMA-Spezifikationen

0,080 max.

von den Reagenzien 1 bis 20 nicht angegriffen; mit Ausnahme von oberflächlichen Flecken von den Reagenzien 21 bis 29 nicht angegriffen

keine Fehler

wie spezifiziert

Beispiel 2

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, mit Ausnahme, daß die Kraftschicht ein Basisgewicht von etwa 62,6 kg und der Flockenplattenkern für das Laminat eine Dichte von etwa 0,70 g/crn-^ und eine Dicke von etwa 1,27 cm hatte. Mit den anderen Komponenten des Laminats wurde auch eine Unterlageschicht aufgelegt und an die breite Seite des Flockenplatten-

-17-

1098B1 / 1320

kerns gegenüber der breiten Seite , an welche die obersten Schichten gebunden wurden, angefügt. In diesem Fall war die Unterlageschicht eine Alpha-Zellulose-Schicht mit einem Basisgewicht von 29,5 kg, welche mit etwa 60 Gewichts-^ des polymerisierbaren ungesättigten Polyesterharzes gesättigt worden war.

Nach der Verdichtung bei den Bedingungen des Beispiels war das resultierende Laminat für Zwecke der vertikalen Oberflächenanwendung geeignet, doch genügte den NEMA-Standard-Rißhtlinien für die horizontale Anwendung hinsichtlich der Schlagbeständigkeit und der Abriebfestigkeit nicht. Es war daher nicht so zufriedenstellend wie die Produkte, die gemäß den bevorzugten Ausführungsformen hergestellt wurden.

Beispiel 3

Gemäß der Erfindung wurde ein dekorativer Schichtstoff für allgemeine Zwecke hergestellt, indem drei oberste Schichten auf einen Plockenplattenkern laminiert wurden.

Die oberste Schicht war, wie im Beispiel 1. Die Druckschicht bestand aus einer Papierschicht aus Alpha-Zellulose mit einer Dicke von 17,8 cm · 10"^ (7 mil), welche etwa 55 Gewichts-^ polymerisierbares ungesättigtes Polyesterharz enthielt. Die Druckschicht enthielt etwa 55 % polymer!sierbares ungesättigtes Polyesterharz. Die Druckschicht war auf einer Seite mit Tinte unter Bildung eines Holzkornnusters bedruckt worden. Sie hätte ein Basisgewicht von etwa 29,4- kg. Die schockabsorberende Schicht war eine unpigaentierte nicht gewebte Schicht aus Baumwoll-Linter mit einer Dicke von b5_f7 · 10"*-^cm und enthielt etwa 55 % polymerisierbaree ungesättigtes Polyesterharz.

109851/1320

Das polymerisierbare ungesättigte Polyesterharz war das gleiche wie im Beispiel 1 und es wurde in gleicher Weise aufgebracht.

Der Plockenplattenkem war demjenigen des Beispiels 1 ähnlich, hatte aber eine Dichte von etwa 0,77 g/cnr.

Die Anordnung für die Herstellung des Laminats war wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß anstelle des Glaspapiers eine Aluminiumschicht verwendet wurde. Es war eine Druckschicht mit ihrer bedruckten Seite nächst der Faserglasschicht und die Baumwollschicht vorgesehen. Die Anordnung " wurde wie im Beispiel 1 laminiert. Nach dem Kühlen war das resultierende Laminat sowohl für horizontale als auch vertikale Anwendungszwecke geeignet. Das dreilagige Gebilde hatte eine Dicke von nur 68,6 · 10~^cm. Das Laminat aus der Flockenplatte und den obersten Schichten erfüllte alle NEMA-Vorschriften für dekorative Schichtstoffe für allgemeine Zwecke einschließlich und insbesondere derjenigen Standard-Vorschriften für die Abriebbeständigkeit und die 91,4 cm-Schlagbeständigkeit. In der nachstehenden Tabelle sind die Werte für ein gemäß der Erfindung hergestelltes Laminat hergestellt.

Tabelle II

Test Ergebnisse · NEMA-Spezlfikatlonen

Abriebbeständig- 0.051 i.M. 0.080 max. keit g/100 Zyklen 0.059 max.

0.046 min.

Beständigkeit der zufrieden- keine Blisterung oder

Oberfläche gegenüber stellend andere Oberflächenstö

siedendem Wasser rungen

Beständigkeit der zufrieden- keine Blisterung oder

Oberfläche gegenüber stellend andere Oberflächenstö-

hohen Temperaturen rungen

109851/1320

Test

Beständigkeit der
Oberfläche gegenüber einer brennenden Zigarette,
Sekunden

Beständigkeit der
Oberfläche gegen
Verf1eckungen

Farbechtheit

Eintauchen in
siedendes Wasser

Gewi cht sveränderung %

Dicke-Veränderung

Dimensionsveränderung

Brutto-Dimensionsveränderung %

- 19 Ergebnisse

142 i.M.

zufriedenstellend

8,9

8.1

NEMA-Spezifikationen

110 min.

durch die Reagenzien 1 bis

20 nicht angegriffen; mit Ausnahme von oberflächlichen Flecken durch die Reagenzien

21 bis 29 nicht angegriffen

nicht mehr als eine geringe Farbveränderung und keine Schleierbildung

keine Schleierbildung oder Entlaminierung

2.0 min. & 10.0 max.

10.0 max.

Masch.Richtung	0.22	0.5 max.
Quer-Masch.- Richtung	0.73	0.9 max.
Biegeeigenschaften
Biegefestigkeit, kg/cm	•
1.Längsrichtung a)Vorderseite in Spannung	1211,0	8*j4 min.
b)Vorderseite i.Kompress.	1652,0	1270 min.
2.Quvrri chtung a)Vorderseite in Spannung	1176,0	8ii4 min.
b)Vorderseite i.Kompress.	1267,0	1270 min.

-20-

109851 /1320

	- 20 -	212908]
		NEMA-Spezifikationen
Test	Ergebnisse
Elastizitäten
modul, kg/cm		56,2 · 10³ min.
1.Längsrichtung	868.1O³
a)Vorderseite
in Spannung		56,2 . 10³ min.
b)Vorderseite	868·10³
i.Kompress.
2.Querrichtung		56,2 · 10³ min.
a)Vorderseite	78,JfIO-' -
in Spannung		56,2 · 10³ min.
b)Vorderseite	65,1·1Ο³
i.Kompress.
Ablenkung beim «
Bruch, cm · 10"-³
1.Längsrichtung		51 min.
a)Vorderseite	102
in Spannung		76 min.
b)Vorderseite	163
i.Kompress.
2.Querrichtung		51 min.
a)Vorderseite	102
in Spannung		76 min.
b)Vorderseite	185
i.Kompress.		keine festgestellten
Aussehen	zufrieden	Fehler
	stellend
Schlagfestigkeit,		91,^
Fallhöhe, cm	112	wie spezifiziert
Endbearbeitung	zufrieden
	stellend

Beispiel 4

Das Beispiel 3 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß der Flockenplattenkern für das Laminat eine Dichte von etwa 0,67 cm³ und eine Dicke von etwa 2,7 cm besaß. Mit den

-21-

109851 /1320

anderen Laminat-Komponenten wurde auch eine Unterlageschicht aufgelegt und an die breite Seite des Floekenplattenkerns gebunden und zwar gegenüber der Breitenseite, an welchen die obersten Schichten gebunden wurden. In diesem Falle war die Unterlageschicht eine Alpha-Zellulose-Schicht mit einem Basisgewicht von 29,5 kg , welche mit etwa 60 Gewichts-^ des polymer!sierbaren ungesättigten Polyesterharzes gesättigt worden war.

Nach der Verdichtung bei den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen war das resultierende Laminat für Zwecke der vertikalen Anwendung geeignet. Es erfüllte alle NEMA-S tandard-Vorschrift en für die horizontale Anwendung mit Ausnahme des 52,3 cm-Schlagbeständigkeit-Tests·

Beispiele 5 bis 9

Wie bereits zum Ausdruck gebrach^, können dekorative Schichtstoffe unter Verwendung verschiedener Kernmaterialien als Substrate für das dreilagige oder dreischichtige Oberflächenprodukt gemäß der Erfindung verwendet werden. Die Laminate wurden wie in Beispiel 3 hergestellt mit Ausnahme, daß anstelle der Flockenplatte die nachstehenden Kerne verwendet wurden: 1,9 cm-Fichtensperrholz in Beispiel 5, 0,95 cm-ungeieeperte Hartplatte in Beispiel 5, 0,64 cm-Lauan-Sperrholζ in Beispiel 7, 0,95 cm-getemperte Hartplatte in Beispiel 8 und 1,90 cm-Pappelholz in Beispiel 9· In jedem Fall war das resultierende Laminat für Zwecke der vertikalen Oberfläohenanwendung geeignet.

- 22 109851/1320

Beispiele 10 bis 12

Einheitliche dekorative Oberflächenplatten, welche die drei Schichten der Erfindung umfassen, können hergestellt werden und mit verschiedenen Substraten unter der Bildung von Laminaten verleimt oder verbunden werden.

Die Platten wurden hergestellt, in dem die im Beispiel 3 beschriebenen Lagen aus Glasfasern, Alpha-Zellulose und Baumwolle, die mit Harz gesättigt waren, verwendet wurden. Die Anordnung für die Herstellung der einzelnen Platten umfasste eine Zwischenplatte, gefolgt von einer Schicht von Trennpapier, der Faserglasschicht, der Druckschicht, der Baumwollschicht, eine Schicht von Trennpapier und einer weiteren Zwischenplatte· Die Zusammenstellung wurde in eine Laminierungspresse gebracht und die Platten wurden gebildet und das Polyesterharz wurde ausgehärtet, in dem etwa 5 Min. auf etwa 132° C unter einem Druck von etwa 13,0 kg/cm erhitzt wurde. Die resultierenden einheitlichen, dekorativen Platten hatten eine Dicke von etwa 63,5 · 10"-' bis etwa 76,2 · 10"-^ cm, wobei die durchschnittliche Dicke etwa 68,6 · 10""-^ cm betrug.

Die einheitlichen Platten wurden nachfolgend auf verschiedene Substrate aufgeleimt um.handelsübliche dekorative Schichtstoffe heüzustellen. Es wurden folgende Substrate verwendet: 1,9 cm - Pichtensperrholζ in Beispiel 10, 1,6 cm - Teilchenplatten in Beispiel 9 und 0,9 cm - Hartplatten in Beispiel 12. Die einheitlichen dekorativen Schichtstoffe wurden unter Verwendung eines herkömmlichen katalysierten Harnstoff-Formaldehydleims mit den Substraten verbunden. In jedem Fall wurde das Substrat und die dekorative Platte in einer Plattenpresse etwa 4 Hin. unter einem Druck von etwa 11,2 kg/cm² auf etwa 121,1 °C erhitzt. Die resultierenden Laminate hatten verschiedene Eigenschaften je nach

109851/1320

dem verwendeten Substrat. Alle waren für Zwecke der vertikalen Oberflächenanwendung geeignet.

Aus den obigen Beispielen wird ersichtlich, daß bislang unbekannte Niederdrucklaminate mit überraschend hoher Schlagbeständigkeit hergestellt werden können, welche für horizontale Oberflächenzwecke geeignet sind, wenn man eine besondere Kombination und Größe der obersten Schichten verwendet. Obgleich Flockenplatten als bevorzugtes Kernmaterial beschrieben wurde, können auch andere Materialien verwendet werden, um Niederdrucklaminate mit großer Brauchbarkeit für vertikale Oberflächenzwecke herzustellen. Ferner können aus den obersten Schichten relativ dünne (nicht dicker als 61 · 10'-* bed zwei Schichten oder nicht dicker als 76,2 * 10"^ cm für drei Schichten) einheitliche Platten hergestellt werden und auf¹ verschiedene Substrate aufgeleimt werden , um dekorative und funktioneile Laminate herzustellen. Solche Platten finden auch große Eignung in Nachformungsoperationen wegen der Flexibilität des Polyester-Harzes.

Wie bereits zum Ausdruck gebracht, sind die Laminate der Erfindung nicht von der Verwendung eines besonderen polymerisierbaren ungesättigten Polyester-Harzes abhängig. *iir den Fachmann wird ersichtlich, daß auch andere Polyester-Harze zur Sättigung der einzelnen Schichten verwendet werden können, solang die Harze bei den Temperaturen und Drücken , die hierin zur Herstellung von Niederdrucklaainaten angegeben sind, härtbar sind. Ein geeignetes technisch erhältliches Polyester-Harz ist zum Beispiel Polylite 93-516 von Reichhold Chemical Company. ^bevorzugt wird ein isophtalsäureartiges ungesättigtes Polyester-Harz, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt.

109851/1320

Claims

Patentansprüche

1. Dekorativer Schichtstoff, bestehend aus durch ein wärmehärtendes Harz verbundene Schichten, dadurch gekennzeichnet, daß eine klare oberste Schutzschicht· vorgesehen ist, welche aus harten abriebbeständigen Pasern besteht und die durch ein bei Niederdruckbedingungen wärmehartbares Harz an eine Schicht oder eine Kobination von zwei Schichten gebunden ist, wobei die Schicht oder die Kombination sowohl dekorativ als auch schockabsorbierend ist.

2. Dekorativer Schichtstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein Polyester ist.

3. Dekorativer Schichtstoff nach Anspruch °._t dadurch gekennzeichnet, daß die Pasern der Schutzschicht Glasfasern sind.

4. Dekorativer Schichtstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzei chnet, daß eine einzige schockabsorbierende dekorative Lage aus einer faserartigen Schicht vorgesehen ist.

5. Dekorativer Schichtstoff nach Anspruch k_t dadurch gekennzeichnet, daß die einzige Schicht aus Kraftpapier besteht.

6. Dekorativer Schichtstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an die Schutzschicht eine dekorative Schicht und sodann eine weiche dämpfende schockabsorbierende Schicht vorgesehen ist.

- 25 -

η 9 8 Γ) 1 /1 3 ? η

7. Dekorative· Schichtstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dekorative Schicht eine alpha-Zelluloseschieht mit 50 - 65 % Polyester-Harz ist.

8. Dekorativer Schichtstoff nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsschicht aus Baumwollfasern besteht, welche durch 50 - 60 % Polyester-Harz gebunden sind.

9. Dekorativer Schichtstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzei chnet, daß das Laminat durch das Harz an ein die Starrheit verleihendes Grundteil gebunden ist.

10. Dekorativer Schichtstoff nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundteil eine Flockenplatte ist.

11. Dekorativer Schichtstoff nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundteil an der anderen Seite von dem dekorativen Laminat eine durch das Harz gebundene Unterlageschicht trägt.

1098 51/1320