DE60025330T2

DE60025330T2 - Abriebfestes laminat und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE60025330T2
Application number: DE60025330T
Authority: DE
Inventors: Torkum Fouad Hamden KARAM
Original assignee: Panolam Industries Inc
Current assignee: Panolam Industries Inc
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 2000-01-12
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2020-01-13
Also published as: BR0007486B1; US20020025426A1; CA2360010A1; HK1043562A1; CN1336869A; US6325884B1; EP1192043A1; ATE314929T1; AU752630B2; AU2502500A; EP1192043B1; EP1192043A4; IL144039A0; CN1172794C; MXPA01007147A; WO2000041883A1; JP2002534302A; KR100440824B1; JP3662193B2; NZ512660A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Umfeld der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf verzierte Paneele und im Besonderen auf ein abriebfestes Laminat zur Verwendung als ein verziertes Paneel. Das abriebfeste Laminat ist vorzugsweise ein Niederdruck-Laminat. Das Laminat weist vorzugsweise ein gedrucktes verziertes Muster auf, kann aber auch einfarbig sein. Zusätzlich bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung solch eines abriebfesten laminierten Paneels.
2. Beschreibung verwandter Technik
Verzierte Paneele wurden verwendet um Schränke für Küchen und Bäder, Büromöbel, Inventar von Läden und Freizeitmöbel herzustellen. Über viele Jahre hinweg wurden verzierte Möbelkomponenten hergestellt, indem ein Hochdruck-Laminat auf ein Paneel bestehend aus dem Trägermaterial Holz, beispielsweise Sperrholz oder Spanplatte laminiert wurde. Die Laminierung mit Hilfe einer Klebenaht wurde entweder vor oder nach dem Zusammenbau der Möbel durchgeführt. Innerhalb der letzten fünfundzwanzig Jahre ist ein Niederdruck-Laminat verfügbar geworden. Solche Niederdruck-Laminate wurden hergestellt, indem das verzierte Blatt Papier unter Anwendung von Hitze und Druck direkt auf das Trägermaterial laminiert wurde.
Herkömmlich wurden verzierte Hochdruck-Laminate hergestellt, indem unter Anwendung von Hitze und Druck eine Vielzahl von Lagen aus mit synthetischem wärmehärtendem Harz imprägniertem Papier aufeinander geschichtet und ausgehärtet wurde. Normalerweise besteht der Aufbau aus drei bis acht Kernpapieren. Der Aufbau weist von der Grundschicht aufwärts (1) mit Phenolharz imprägniertes Packpapier, (2) ein mit Melaminharz imprägniertes Dekorpapier oder eine verzierte Folie und (3) für gedruckte Muster in dem Laminat eine Überzugsfolie auf, die fast transparent ist und Schutz für das Dekorpapier bietet.
Einige Verbesserungen werden in U.S. Patent No. 4.255.480 und U.S. Patent Re. 32.152, beide erteilt an Scher, et al., beschrieben. U.S. Patent No. 4.255.480 legt zum Beispiel die Herstellung verzierter Laminate offen, die eine als oberste Lage aufgetragene ultradünne schützende Beschichtung des Dekorpapiers aufweisen, um die Eigenschaften der Abriebfestigkeit zu verbessern. Das Dekorpapier ist beschichtet mit einer ultradünnen Lage bestehend aus einer Mischung aus einem abriebfesten harten Mineral und einem Klebemittel. Das harte Mineral weist eine Partikelgröße von 20 bis 50 Mikron auf.
Interessante Patente zum Hintergrund sind U.S. Patent No. 3.373.070 und No. 3.373.071 erteilt an Fuerst. Das Verfahren von Fuerst besteht darin, das Dekorpapier zuerst mit reinem Melaminharz zu imprägnieren und dann unter Verwendung einer relativ viskosen Mischung von 2000 bis 60000 Centipoise eine dicke Beschichtung auf die Oberfläche des imprägnierten Blatts aufzutragen.
U.S. Patent No. 3.975.572, erteilt an Power, setzt eine Mischung aus Akrylmelaminharz/Formaldehydharz ein, die, wie die Beschichtung in den Patenten von Fuerst, über das bereits imprägnierte Dekorpapier aufgetragen wird, nachdem das durchtränkte Dekorpapier getrocknet ist.
U.S. Patent No. 4.322.468, erteilt an Raghava, verwendet eine spezielle Mischung der Beschichtung aus einem mit vollständig hydrolisiertem Polyvinylspiritus modifizierten Melamin-Formaldehyd Harz.
U.S. Patent No. 4.713.138, erteilt an Ungar et al., legt ein Verfahren offen, in dem ein Blatt mit einer Oberschicht aus Papier zur Anwendung als oberstes Blatt bei der Herstellung abriebfester verzierte Laminate bereitgestellt wird. Das Verfahren beinhaltet den Schritt der Ausführung des Beschichtens und des Imprägnierens in im Wesentlichen einem Schritt. Gemäß diesem Patent weist das laminierte Paneel eine in einer ultradünnen Lage aufgebrachte abriebfeste Mischung auf.
Die U.S. Patente mit den Nummern 4.880.689, erteilt an Park et al., 4:940.503 und 5.034.272, erteilt an Lindgren et al., 5.266.384 und 5.702.806, erteilt an O'Dell et al., 5.288.540, 5.362.557, 5.456.949 und 5.558.906, erteilt an Albrinck et al., und 5.037.694, 5.093.185 und 5.037.694, erteilt an Ungar et al., offenbaren alle verzierte Laminate und/oder Verfahren zur Herstellung verzierter Laminate.
Keines dieser Patente offenbart verzierte Laminate, die abriebfeste Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von etwa 9 bis etwa 12 Mikron und Partikelkonzentrationen von etwa 2 bis 4 Gramm je Quadratmeter Oberfläche aufweisen. Weiterhin offenbart keines dieser Patente ein Verfahren, das gleichzeitiges Beschichten umfasst von: (i) der oberen Oberfläche oder der Seite eines getrockneten, teilweise imprägnierten Papiers mit einer abriebfesten Beschichtung, und (ii) der unteren Oberfläche oder der Seite des getrockneten, teilweise imprägnierten Papiers mit einer wärmehärtenden Beschichtung aus Harz. Daher beschreibt keines dieser Patente das effiziente Verfahren und die Ausführungsform des betreffenden, mit Niederdruck laminierten Paneels.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines qualitativ hochwertigen, abriebfesten laminierten Paneels zur Verfügung zu stellen.
Es ist ein weiters Ziel der vorliegenden Erfindung solch ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, in dem das Paneel vorzugsweise ein mit Niederdruck laminiertes Paneel ist.
Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, solch ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das ein bedrucktes verziertes laminiertes Paneel oder ein einfarbiges laminiertes Paneel erzeugt.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, solch ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das weniger teuer ist auf Grund geringerer erforderlicher Bearbeitung durch das Verfahren.
Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, solch ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das gleichzeitiges Beschichten der oberen und unteren Oberflächen eines mit Harz imprägnierten Netzes aufweist.
Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, solch ein Paneel zur Verfügung zu stellen, auf das Partikel nicht in trockenem Zustand aufgebracht werden.
Diese und andere Ziele der Erfindung werden erreicht, indem ein laminiertes Paneel zur Verfügung gestellt wird, das eine abriebfeste Oberfläche aufweist. Das abriebfeste Paneel umfasst: ein einzelnes, mit wärmegehärtetem Harz imprägniertes Netz, das eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist; eine abriebfeste obere Beschichtung auf der ersten Oberfläche des mit wärmegehärtetem Harz imprägnierten Netzes; eine untere Beschichtung aus einem wärmegehärteten Harz auf der zweiten, gegenüber der ersten Oberfläche liegenden Oberfläche des mit wärmegehärtetem Harz imprägnierten Netzes; ein Trägermaterial, wobei besagtes Trägermaterial thermisch fixiert ist auf dem mit wärmegehärtetem Harz imprägnierten Netz, das beschichtet ist; und ein mit Harz imprägniertes unteres oder Ausgleichsblatt, das mit besagtem Trägermaterial thermisch verschweißt beziehungsweise verschmolzen ist auf einer Oberfläche des besagten Trägermaterials gegenüber liegend der unteren Beschichtung.
Das oben beschriebene, eine abriebfeste Oberfläche aufweisende laminierte Paneel wird durch ein Verfahren hergestellt, das umfasst: (a) teilweises Imprägnieren eines Blattes Papier oder eines Netzes mit einem wärmehärtenden Harz, wobei besagte teilweise Imprägnierung so ausgeführt wird, dass etwa 40% bis etwa 60% des vollständigen Harzes verwendet wird, das für eine vollständige Durchtränkung benötigt wird; (b) Trocknen des teilweise imprägnierten Netzes auf einen flüchtigen Anteil von etwa 10% bis etwa 15%, vorzugsweise von etwa 11% bis etwa 13%; (c) Beschichten der oberen Oberfläche oder der Seite des getrockneten, teilweise imprägnierten Netzes mit einer Beschichtung aus abriebfestem wärmegehärtetem Harz; (d) gleichzeitiges Beschichten der unteren Oberfläche oder der Seite des getrockneten, teilweise imprägnierten Netzes mit einer Beschichtung aus wärmehärtendem Harz; (e) thermisches Verschweißen beziehungsweise Verschmelzen des beschichteten Netzes mit einem Trägermaterial; und (f) gleichzeitiges thermisches Verschweißen beziehungsweise Verschmelzen eines mit Harz imprägnierten unteren Blattes mit der anderen Seite des Trägermaterials, um ein ebenes laminiertes Paneel zu erzeugen. Das mit Harz imprägnierte untere Blatt kann entsprechend der obigen Schritte (a) bis (d) erzeugt werden oder ohne die abriebfeste Beschichtung.
Während des gleichzeitigen Beschichtens der oberen und unteren Oberflächen wird die Menge des für die Beschichtung verwendeten Harzes gesteuert, indem die Menge des auf jede Oberfläche des Netzes aufgebrachten Harzes und der abriebfesten Beschichtung aus Harz dosiert wird.
Das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte laminierte Paneel weist verbesserte Widerstandsfähigkeit gegenüber Abrieb und Verkratzen auf.
BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt die seitliche Ansicht eines Schnitts durch ein laminiertes Paneel der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt Tabelle 1, welche die Mischung des Harzes der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 zeigt Tabelle 2, welche die Dispersion abrasiver Minerale der vorliegenden Erfindung zeigt; und
4 zeigt Tabelle 3, welche die obere Beschichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bezug nehmend auf die Zeichnungen und im Besonderen auf 1, wird ein laminiertes Paneel der vorliegenden Erfindung dargestellt, welches allgemein durch das Bezugszeichen 10 repräsentiert wird. Das laminierte Paneel 10 umfasst ein einzelnes Netz 20, eine obere Beschichtung 30 auf einer Oberfläche des Netzes, eine untere Beschichtung 40 auf der anderen Oberfläche des Netzes, ein Trägermaterial 50, das thermisch mit der unteren Beschichtung verschweißt beziehungsweise verschmolzen ist, und ein unteres oder Ausgleichsblatt 60, das thermisch mit dem Trägermaterial auf einer Oberfläche des Trägermaterial entgegen gesetzt zur unteren Beschichtung verschweißt beziehungsweise verschmolzen ist. Die obere Beschichtung 30 und die untere Beschichtung 40 bestehen aus wärmegehärteten Harzen, die das Netz 20 imprägnieren.
Das Trägermaterial 50 kann hergestellt sein aus Holz, Verbundwerkstoff, Faserplatte mittlerer Dichte, Platte hoher Dichte, Spanplatte oder jeder anderen hölzernen Paneele. Vorzugsweise wird das Trägermaterial 50 aus Spanplatte hergestellt.
Das zur Herstellung eines mit Harz imprägnierten Netzes geeignete Netz 20 besteht aus faserförmigem Material das Poren aufweist, die ausreichend groß sind, um das Eindringen des Harzes für die Imprägnierung in das Material hinein zuzulassen. Vorzugsweise wird das Netz 20 von Zellulose und/oder modifizierter Zellulose abgeleitet. Das Netz 20 ist vorzugsweise ein einzelnes Blatt Papier oder Netz.
Das zum Imprägnieren des Netzes 20 verwendete Harz ist ein wärmegehärtetes oder wärmehärtendes Harz abgeleitet von einem Aminoharz und, optional, von einem Polyalkohol. Das Aminoharz kann monomer, oligomer, polymer oder eine Mischung daraus sein. Das Aminoharz kann geformt werden durch die Reaktion einer Aminoverbindung und einem Aldehyd, wie beispielsweise Formaldehyd oder Glyoxal.
Die Aminoverbindung wird vorzugsweise ausgewählt aus einer Gruppe, die aus Melamin, einem N-substituierten Melamin, wie beispielsweise N-Methyl Melamin, N,N'-dimethyl Melamin und N,N',N''-trimethyl Melamin, einem Guanaminderivat, wie beispielsweise Benzoguanamin und Azetoguanarnin, Äthylenharnstoff, Dihydroxyäthylenharnstoff, Harnstoff, einem Ersatzharnstoff, wie beispielsweise einem durch Alkyl ersetzten Harnstoff, ersatzweise einem Guanidin und einer Mischung aus beliebigen der vorangegangen Aminoverbindungen besteht. Es wird angenommen, dass es möglich ist, dass die Aminoverbindung ein Guanaminderivat, wie beispielsweise Zyklohexylkohlenstoffguanamin, Glycoluryl, ersatzweise ein Harnstoff, wie beispielsweise Biuret, Triuret, oder Guanidin sein kann.
Vorzugsweise wird das Aminoharz durch die Reaktion von Melamin oder Harnstoff mit Formaldehyd gewonnen und kann weiterhin teilweise oder vollständig mit einem Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen verethert werden. Auf diese Weise kann das bevorzugte Aminoharz ein vollständig verethertes, teilweise verethertes oder unverethertes Aminoharz sein, das aus einer Gruppe bestehend aus einem Melaminformaldehydharz, einem Harnstoff Formaldehyd Harz und einer Mischung daraus gewählt werden kann.
Das bevorzugte wärmehärtende Harz, das sich zur Verwendung mit allen unterschiedlichen Arten von Netzen 20, besonders Papier, eignet, ist Melaminformaldehydharz. Wenn ein Melaminformaldehydaminoharz verwendet wird, wird das Harz zubereitet, indem Formaldehyd mit Melamin in einem Verhältnis von Melamin zu Formaldehyd von etwa 1:1,2 (Melamin/Formaldehyd) bis etwa 1:2,5 gemischt wird.
Das für die Verwendung mit Aminoharz geeignete Polyol ist ein reaktives Gemisch, wie beispielsweise ein polyfunktionales Gemisch, das mindestens zwei Hydroxylgruppen oder eine dazu umwandelbare Gruppe aufweist. Das bevorzugte Polyol wird ausgewählt aus der Gruppe, die Polyether Polyol, polyhydriten Alkohol und Mischungen daraus umfasst.
Die Zusammensetzungen des Harzes können weiterhin Siliziumwasserstoffe enthalten. Siliziumwasserstoffe werden jedoch nicht bevorzugt. Die für die obere Beschichtung verwendete Zusammensetzung kann kleine Mengen eines Additivs, wie beispielsweise ein Tensid enthalten, um gleichmäßige Zusammensetzungen und/oder ein Feststoffschmiermittel zu erzeugen, um Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung zur Verfügung zu stellen.
Die abriebfeste obere Beschichtung oder Lage 30 besteht aus einem Harz, das abriebfestes hartes Mineral aus feinen Partikeln enthält. Die feinen Partikel sind verteilt in der Aminoharzmischung und werden dem Netz hinzugefügt, aber nicht in trockenem Zustand. Die feinen Partikel treten in Mengen auf, die geeignet sind eine abriebfeste Schicht zur Verfügung zu stellen, ohne die Klarheit zu stören.
Die abriebfesten Partikel werden ausgewählt aus einer Gruppe, die aus Aluminiumoxid, Siliziumdioxid und Mischungen daraus besteht. Vorzugsweise beträgt die durchschnittliche Partikelgröße der abriebfesten Partikel 9 bis 12 Mikron. Ein Beispiel für geeignete abriebfeste Partikel ist eine Mischung aus Partikeln bestehend aus Aluminiumoxid mit etwa 9 und 12 Mikron. In der Praxis wird eine berechnete Menge der die Partikel enthaltenden Dispersion dem in der oberen Beschichtung 30 verwendeten Harz hinzugefügt, um 2 bis 4 Gramm der Partikel je Quadratmeter auf der Oberfläche des Netzes 20 zu erhalten. Die abriebfeste obere Beschichtung 30 in der vorliegenden Erfindung ist keine ultradünne Schicht.
Der Begriff "abriebfeste Beschichtung" wird hier verwendet, um eine Zusammensetzung oder Beschichtung zu bezeichnen, die abriebfeste Partikel in wärmegehärtetem Harz aufweist. Die abriebfeste Beschichtung 30 wird als eine dünne Schicht auf die Oberfläche des Netzes 20 aufgebracht und weist, wie weiter oben beschrieben, eine Konzentration der Partikel von etwa 2 bis etwa 4 Gramm je Quadratmeter des Oberflächenbereiches auf. Das laminierte Paneel 10 weist auch einen matten Oberflächenzustand mit einem auf einem Glanzmesser abgelesenen Messwert von 10 bis 50 Einheiten auf. Bevorzugt liegt der auf einem Glanzmesser abgelesene Messwert im Bereich von 15 bis 25 Einheiten.
Das als untere Beschichtung 40 verwendete Harz ist vorzugsweise das gleiche Harz wie das der oberen Beschichtung 30. Im Gegensatz zur oberen Beschichtung 30 jedoch weist die untere Beschichtung 40 keine abriebfesten Partikel darin auf. Die Anwendung von anderen Harzverfahren als Aminoharzen in der unteren Beschichtung 40 ist auch möglich, eine solche Verwendung wird aber im Allgemeinen nicht bevorzugt.
Die untere Beschichtung 40 bildet die Verbindung zwischen dem Netz 20 und dem Trägermaterial 50, durch welche das imprägnierte Netz und das Trägermaterial im Fertigungsschritt der thermischen Verschweißung beziehungsweise Verschmelzung thermisch verbunden werden.
Der Boden auf dem Ausgleichsblatt 60 ist aus dem gleichen Material gefertigt wie das Netz 20. Das Blatt 60 ist ebenfalls imprägniert mit einer oberen Beschichtung und einer unteren Beschichtung. Die obere Beschichtung des Bodenblatts 60 kann eine oder mehrere Arten von abriebfesten Partikeln umfassen. Die untere Beschichtung des Blattes 60 ist hergestellt aus dem Harz, das in der unteren Beschichtung 40 verwendet wird. Es sollte beachtet werden, dass das Bodenblatt 60 die gleiche Farbe oder eine andere Farbe haben kann als die des Netzes 20.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfasst das teilweise Imprägnieren des Netzes 20, wie beispielsweise eines Blattes Papier mit dem wärmehärtenden Harz. Die teilweise Imprägnierung wird so ausgeführt, dass nur 40% bis 60% der Gesamtmenge des für eine vollständige Durchtränkung benötigten Harzes hinzugefügt werden. Nach dem Schritt der teilweisen Imprägnierung wird das imprägnierte Netz 20 in einem luftdurchströmten Ofen getrocknet, um den Anteil flüchtiger Anteile zu verringern und ein imprägniertes Papier zu erhalten, das einen Gehalt flüchtiger Anteile von 10% bis 15%, vorzugsweise 11% bis 13% aufweist. Die Viskosität der endgültigen Mischung sollte niedrig genug sein, so dass beinahe sofortige Durchtränkung nach dem Beschichten von Netz 20 eintritt. Danach wird die obere oder die ungeschützte Seite des teilweise imprägnierten Netzes 20 mit einer abriebfesten oberen Beschichtung 30 beschichtet. Diese obere Beschichtung wird erzielt, indem man auf eine Oberfläche, die obere Oberfläche von Netz 20, eine Schicht der abriebfesten oberen Beschichtung 30 aufbringt. Gleichzeitig wird die andere oder untere Oberfläche des Netzes 20 mit dem wärmehärtenden Harz beschichtet, um die untere Beschichtung 40 zu erzeugen. Gleichzeitiges Beschichten wird vorzugsweise ausgeführt, indem die auf das Netz 20 aufgetragene Menge des Harzes und der abriebfesten Beschichtung vor und nach jedem Auftragen gemessen wird.
Wenn das wärmehärtende Harz ein Melaminformaldehydharz ist, wird das sich daraus ergebende nasse Papier oder Netz 20 bei einer Ofentemperatur von 80°C bis 180°C getrocknet. Diese teilweise Trocknung wird ausgeführt, um einige der flüchtigen Anteile weiter zu entfernen und um das Harz teilweise weiter zu behandeln oder auszuhärten.
Das beschichtete Netz 20 wird dann durch die untere Beschichtung 40 thermisch mit dem Trägermaterial 50 verschweißt beziehungsweise verschmolzen, vorzugsweise bei einem aufgebrachten Druck von 1,72 bis 3,10 MPa (250 bis 450 pounds per square inch) und einer Temperatur von 150°C bis 200°C. Das untere oder Ausgleichsblatt 60 wird nach dem gleichen Verfahren hergestellt wie bei der Herstellung des Netzes 20, außer dass das Harz für die obere Beschichtung des unteren Blattes 60 keine abrasiven Partikel enthalten zu braucht. Die untere Beschichtung des unteren Blattes 60 wird thermisch verschweißt beziehungsweise verschmolzen mit einer dem Netz 20 gegenüber liegenden Oberfläche des Trägermaterials 50, um das abriebfeste laminierte Paneel 10 der vorliegenden Erfindung zu erzeugen.
Das laminierte Paneel 10 der vorliegenden Erfindung ist verwendbar um Gegenstände zur Verfügung zu stellen, die eine abriebfeste Oberfläche aufweisen, die geeignet ist den Bedingungen ausgiebigen Gebrauchs zu widerstehen ohne offensichtliche Anzeichen von Abnutzung oder Verschleiß zu zeigen.
Das Melaminformaldehydharz, das in der vorliegenden Erfindung auch als Melaminharz bezeichnet wird, ist das konventionelle Melaminformaldehydharz das bei der Herstellung von Niederdruck-Laminat verwendet wird. Das Harz wird aus Melaminquarz, Formaldehydlösung, Glykol, Zucker und Wasser hergestellt. Das Glykol ist ein Weichmacher, während der Zucker als Streckmittel verwendet wird. Alle diese Inhaltsstoffe werden in einen Kessel eingespeist. Die Polymerisierung wird durchgeführt unter Luftrückfluss und gesteuertem basischem pH Wert. Am Ende der Reaktion werden die verbleibenden Additive während der Abkühlung hinzu gegeben. Nach der Abkühlung kann der pH Wert des Harzes zur Lagerung reguliert werden.
Tabelle 1 der 2 zeigt die Zusammensetzung des Harzes für den Zustand der Sättigung und die untere Beschichtung. Sie umfasst Melaminformaldehydharz, Harnstoff Formaldehyd Harz, Glykol, vorzugsweise Diäthylen Glykol, und mindestens einen Katalysator. Der verwendete Katalysator ist einer oder mehrere der folgenden: eine Lösung aus paratoluensulfonischer Säure (PTSA) blockiert mit einem Amin oder unblockiert; Methansulfonat blockiert mit einem Amin; und Phosphatester.
Die in 3 gezeigte Tabelle 2 stellt jeden Inhaltsstoff und die Mengen jedes Inhaltsstoffes dar, der sich in der Dispersion der abrasiven Minerale befindet. Die in Tabelle 2 dargelegten Inhaltsstoffe werden in einer mit einem Hochleistungsmischer ausgestatteten Küvette gemischt, bis sich eine stabile Dispersion ausgebildet hat.
Wie in Tabelle 2 der 3 gezeigt, gibt es eine bestimmte Menge an Propylen Glykol, Melaminformaldehydharz und Wasser. Darüber hinaus umfassen die Additive ein Feuchthaltemittel, einen Schaumverhüter, ein erstes Dispersionsagens, ein zweites Dispersionsagens, ein Aufschlämmungsagens und natürliche Zellulosefasern. Die verbleibenden Additive können eine schmierende Säure und ein chelatbildendes Agens umfassen.
Das Feuchthaltemittel verringert die Oberflächenspannung. Ein bevorzugtes Feuchthaltemittel ist Alkylphenol Ester in einem Mineralöldestillat.
Der Schaumverhüter soll die Bildung von Schaum während des Mischens verhindern. Ein bevorzugter Schaumverhüter ist ein Nicht-Silikon.
Das erste Dispersionsagens soll die Flockenbildung der fein verteilten Partikel verhindern. Es wird bevorzugt, dass das erste Dispersionsagens ein Ammoniumsalz aus akrylsaurem Polymer ist. Das zwiete Dispersionsagens ist ein thixotropisches Agens. Es wird bevorzugt, dass das zweite Dispersionsagens Alkanolammoniumsalz aus einer Polykarbonsäure mit geringem Molekulargewicht ist.
Das Aufschlämmungsagens verhindert die harte Verdichtung der abrasiven Partikel. Jedes gebräuchliche Aufschlämmungsagens, das diese Eigenschaft aufweist kann verwendet werden.
Das NaOH 4N wird hauptsächlich verwendet um einen neutralen pH Wert zu erzielen. Die natürlichen Zellulosefasern weisen vorzugsweise eine Faserlänge von 15 bis 25 Mikron auf.
Die in 4 dargestellt Tabelle 3 zeigt die obere Beschichtung 30 der vorliegenden Erfindung. Im Wesentlichen umfasst die obere Beschichtung 30 das Melaminformaldehydharz, die Dispersion der in Tabelle 2 aufgeführten Partikel, ein Trennmittel, und mindestens einen Katalysator, wie beispielsweise den Katalysator aus Tabelle 1.
Das Trennmittel wird verwendet, um zu verhindern, dass das Paneel an der Platte haften bleibt, die im Herstellungsprozess verwendet wird. Das Trennmittel kann jedes gewöhnliche Trennmittel sein, das die Materialien des Laminats nicht angreift.
Die nachfolgenden speziellen Beispiele werden vorgelegt, um das Verfahren der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen.
BEISPIEL 1
Ein fortlaufendes Papiernetz 20 wird imprägniert mit 40% bis 60% der Gesamtmenge des Harzes, das für eine vollständige Sättigung benötigt wird, indem es in ein Sättigungsbad getaucht wird, das die in Tabelle 1 der 2 dargestellte Zusammensetzung enthält. Das in der Zusammensetzung enthaltene Melaminformaldehydharz wird hergestellt durch Mischen der bevorzugten Melamin Inhaltsstoffe der vorliegenden Erfindung. Nach der Sättigung wird das überschüssige Harz am Ende des Sättigungsbades zwischen einem Paar von Andruckwalzen herausgedrückt. Das Papiernetz wird dann in einem von Luft durchströmten Ofen auf einen Bestandteil der flüchtigen Anteile von 10% bis 15% getrocknet. Das Harz erreicht dabei eine gelartige Konsistenz, so dass das in den nachfolgenden Stadien der Beschichtung aufgetragene Harz sich nicht vollständig mit dem Harz vermischt, dass im Stadium der Sättigung aufgetragen wurde. Eine stabile, die abriebfesten Partikel aufweisende Dispersion wird hergestellt, indem die in Tabelle 2 der 3 dargestellten Inhaltsstoffe in einem Hochleistungsmischer gemischt werden, bis eine stabile Dispersion ausgeformt ist. Diese kann getrennt zubereitet und bis zum Gebrauch aufbewahrt werden, oder sie kann zum aktuellen Zeitpunkt hergestellt werden. Die abriebfeste obere Beschichtung 30, die Melaminformaldehydharz und die abriebfesten Partikel aufweist, wird dann hergestellt, indem die Dispersion der abriebfesten Partikel mit dem Melaminformaldehydharz, mit einem Trennmittel und mit einem Katalysator gemäß Tabelle 3 gemischt werden. Eine abgemessene Menge der abriebfesten oberen Beschichtung 30 wird dann auf die obere Oberfläche des Papiernetzes 20 aufgetragen.
Gleichzeitig wird die sättigende Zusammensetzung gemäß Tabelle 1, die Melaminformaldehydharz aufweist, als untere Beschichtung 40 auf die untere Oberfläche des Papiernetzes 20 aufgetragen in einer Menge, die ausreichend ist um das Einkräuseln von Papier zu vermeiden und eine starke thermische Verschweißung beziehungsweise Verschmelzung mit dem Trägermaterial 50 zu erreichen. Das auf diese Weise ausgeformte und behandelte Netz 20 wird dann auf den gewünschten Wert flüchtiger Bestandteile getrocknet und zum Zweck der nachfolgenden Laminierung aufbewahrt. Das behandelte Netz 20 wird bei einer Temperatur von 150°C bis 200°C und einem Druck von 1,72 bis 3,10 MPa (250 bis 450 pounds per square inch) in einer flachen oder endlos ausgeführten doppelten Bandpresse mit einem aus einer Spanplatte bestehenden Trägermaterial 50 thermisch verschweißt beziehungsweise verschmolzen. Das untere Blatt 60 wird gleichzeitig thermisch verschweißt beziehungsweise verschmolzen mit dem Trägermaterial 50, um ein laminiertes Paneel gemäß der vorliegenden Erfindung zu erzeugen.
Für ein gedrucktes, verziertes und laminiertes Paneel beträgt der anfängliche Abriebpunkt (initial abrasion point, IP) der mit diesem Verfahren erzeugten verzierten Oberfläche 100 bis 250 Zyklen, bestimmt mit dem Verfahren nach NEMA LID 3-1995. Die Werte für die Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung liegen bei über 400 Zyklen für die unter Anwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung hergestellte verzierte Oberfläche.
Die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise angewendet, um ein verziertes gedrucktes Paneel aus Laminat herzustellen. Die vorliegende Erfindung kann jedoch angewendet werden, um ein einfarbiges Paneel aus Laminat herzustellen.
Während das Verfahren der vorliegenden Erfindung hauptsächlich auf Niederdruck-Laminate abzielt, wird angenommen dass es auch angewendet werden kann, um Hochdruck-Laminate zu erzeugen. Für technisch versierte Personen ist es offensichtlich, dass verschiedenartige Veränderungen durchgeführt werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen und dass die Erfindung nicht als einschränkend auf das zu erachten ist, was in der Beschreibung beispielhaft dargestellt wurde.

Claims

Laminiertes Paneel, das eine abriebfeste Oberfläche aufweist, mit: einem einzelnen Netz, das eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, wobei das einzelne Netz mit einem wärmehärtenden Harz imprägniert ist, einer abriebfesten oberen Beschichtung auf der ersten Oberfläche des Netzes, wobei die obere Beschichtung das wärmehärtende Harz innerhalb einer Mehrzahl von darin befindlichen abriebfesten Partikeln aufweist, wobei die Konzentration der abriebfesten Partikel in der oberen Beschichtung bei zwei bis vier Gramm pro Quadratmeter liegt, einer unteren Beschichtung aus einem wärmehärtenden Harz, wobei die untere Beschichtung in die zweite Oberfläche des Netzes imprägniert ist, einem Substrat, das mit der unteren Beschichtung des Netzes thermisch verschweißt bzw. verschmolzen ist, und einer unteren Folie, die mit einer zweiten Oberfläche des Substrats entgegengesetzt bzw. gegenüberliegend zu der unteren Beschichtung des Netzes thermisch verschweißt bzw. verschmolzen ist.
Laminiertes Paneel nach Anspruch 1, bei dem die Partikelgröße jedes abriebfesten Partikels neun bis zwölf Mikrometer beträgt.
Laminiertes Paneel nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Substrat eine Spanplatte ist.
Laminiertes Paneel nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem das wärmehärtende Harz abgeleitet wird von: einem Aminoharz, und wahlweise einem Polyalkohol, der mindestens zwei Hydroxylgruppen aufweist.
Laminiertes Paneel nach Anspruch 4, bei dem das Aminoharz ein verethertes oder unverethertes Aminoharz ist, das aus der Gruppe bestehend aus einem Melaminformaldehydharz, einem Harnstoff-Formaldehydharz und Mischungen davon ausgewählt ist.
Laminiertes Paneel nach Anspruch 4 oder 5, bei dem der Polyalkohol aus der Gruppe bestehend aus einem Polyether-Polyalkohol, einem mehrere Hydroxylgruppen enthaltenden bzw. mehrwertigen Alkohol und Mischungen davon ausgewählt ist.
Laminiertes Paneel nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem die abriebfeste obere Beschichtung abriebfeste Partikel umfasst, die aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid und Mischungen davon ausgewählt sind.
Laminiertes Paneel nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem das mit Harz imprägnierte Netz Papier umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines laminierten Paneels, das eine abriebfeste Oberfläche aufweist, mit den folgenden Schritten: teilweises Imprägnieren einer Papierfolie mit einem wärmehärtenden Harz, wobei das teilweise Imprägnieren so ausgeführt wird, dass 40 % bis 60 % des gesamten Harzes, das für eine vollständige Sättigung benötigt wird, verwendet wird, Trocknen des teilweise imprägnierten Papiers bis auf einen volatilen bzw. flüchtigen Bestandteil von 10 % bis 15 %, Beschichten der oberen Oberfläche des teilweise imprägnierten Papiers mit einer abriebfesten Beschichtung, gleichzeitiges Beschichten der unteren Oberfläche des teilweise imprägnierten Papiers mit einer wärmehärtenden Harzbeschichtung, wobei die obere und die untere Oberflächenbeschichtung durch Dosieren der auf das Papier aufgebrachten Menge des Harzes und der abriebfesten Beschichtung ausgeführt wird, und thermisches Verschweißen bzw. Verschmelzen des beschichteten Papiers auf ein Substrat, und gleichzeitiges thermisches Verschweißen bzw. Verschmelzen einer unteren Folie auf eine Oberfläche des Substrats entgegengesetzt bzw. gegenüberliegend dem beschichteten Papier, um das laminierte Paneel zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das Papier ein Netz ist.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem das wärmehärtende Harz folgendes umfasst: ein Aminoharz, und wahlweise ein Polyalkohol, der mindestens zwei Hydroxylgruppen aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem die abriebfeste Beschichtung abriebfeste Partikel aufweist, die aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid und Mischungen davon ausgewählt sind.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die durchschnittliche Partikelgröße der abriebfesten Partikel neun bis zwölf Mikrometer beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem die abriebfeste Beschichtung abriebfeste Partikel von zwei bis vier Gramm pro Quadratmeter der Oberfläche aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem der Schritt des thermischen Verschweißens bzw. Verschmelzens einen Druck von 250 bis 450 Pfund pro Quadratzoll (pounds per square inch) beaufschlagt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, bei dem der Schritt des thermischen Verschweißens bzw. Verschmelzens eine Temperatur des thermischen Verschweißens bzw. Verschmelzens von 150°C bis 200°C aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, bei dem das Substrat eine Spanplatte ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, bei dem das Substrat aus einem Material gefertigt ist, das aus der Gruppe hauptsächlich bestehend aus Holz, Verbundwerkstoffmaterialien, Faserplatten mittlerer Dichte, Platten hoher Dichte, Spanplatten und Mischungen davon ausgewählt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 18, bei dem das teilweise imprägnierte Papier bis auf einen volatilen bzw. flüchtigen Bestandteil von 11 % bis 13 % getrocknet ist.
Laminiertes Paneel, das nach dem Verfahren eines der Ansprüche 9 bis 19 angefertigt ist.