Laminat und Verfahren zu dessen Herstellung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Laminat nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , verschiedene Verfahren zu dessen Herstellung nach dem Oberbegriff der Ansprüche 12, 13 und 14 sowie die Verwendung eines entsprechenden Laminats gemäß Anspruch 15.

Laminate sind seit langem für die Verwendung in der holzverarbeitenden Industrie bekannt. So werden sie beispielsweise für die Herstellung von Fußbodenbelägen, Wandverkleidungen oder Möbelplatten verwendet. Die Laminate weisen einen schichtweisen Aufbau auf, wobei die oberste Schicht meist aus einem mit einem Aminoplastharz imprägnierten Papier besteht. Dies kann sowohl ein Dekor- als auch ein Overlaypapier sein. Ein Dekorpapier ist ein Spezialpapier, das zur dekorativen Beschichtung von (Holz-)Werkstoffen dient. Es wird in bedruckter oder unbedruckter Form mit Kunstharzen durchtränkt bzw. imprägniert und anschließend auf das Trägermaterial laminiert bzw. kaschiert. Ein Overlaypapier dient dem Schutz der Oberfläche vor äußeren Einflüssen wie Kratzern, Schrammen oder Abrieb.

Die unteren Schichten oder Trägerschichten können sowohl aus weiteren mit verschiedenen Harzen imprägnierten Papieren oder auch aus kompakten Platten wie z.B. MDF- (medium density fiber, mitteldichte Faser) oder HDF- (high density fiber, hochdichte Faser) Platten bestehen.

Laminate besitzen sehr gute Eigenschaften hinsichtlich Lagerstabilität, Transparenz, Glanz oder auch Griffigkeit. Hinsichtlich der Kratzfestigkeit und vor allem der Mikrokratzfestigkeit besteht aber weiterer Verbesserungsbedarf vor allem für die Anwendungen im Fußboden und Möbelbereich.

Es ist allgemein bekannt, zur Erhöhung der Kratzfestigkeit kleine, harte Aluminiumoxidpartikel einzusetzen, die mit dem Overlaypapier aufgebracht werden. Allerdings geht dies meist mit einem Verlust an Glanz und Transparenz des Laminats einher. Außerdem besteht die Gefahr, dass durch die Partikel die zur Herstellung des Laminats eingesetzten Pressbleche beschädigt werden.

Die EP 0 329 154 A1 beschreibt die Verwendung von kleinen, trockenen und harten Partikeln, die auf das bereits imprägnierte Papier aufgebracht werden. Die Partikel haben eine Größe von 1 bis 80 μm. Die Verbesserung der Kratzfestigkeit geht allerdings einher mit einem verschlechterten Glanzverhalten des Laminats.

Die EP O 136 577 A2 beschreibt die Verwendung von harten mineralischen Nanopartikeln, die in die oberste Schicht eines Laminats eingebracht werden. Werden zu wenige der Partikel eingebracht, ist kein ausreichender Effekt auf die Kratzfestigkeit zu beobachten. Werden allerdings höhere Mengen der Partikel eingebracht, kommt es rasch zu einem Grauschleier und zu einem Glanzverlust des Laminats.

Die EP 1 584 666 A1 beschreibt die Verwendung von besonders feinteiligen Füllstoffen, die dem Aminoplastharz zugesetzt werden, mit dem das Papier imprägniert wird. Laminate, die aus solchen Papieren hergestellt werden, weisen eine verbesserte Kratzfestigkeit auf, und es ist dennoch möglich, eine glänzende Oberfläche zu erzielen. Allerdings wird nur die Beständigkeit gegenüber großen tiefen Kratzer verbessert, für die Mikrokratzfestigkeit ist kaum ein Effekt zu beobachten. Außerdem kann es bei zu hohen Mengen an Füllstoff leicht zu einem Grauschleier kommen.

Die WO 03/040223 A2 beschreibt die gemeinsame Verwendung von Nanopartikeln und Mikropartikeln, um so die Kratzfestigkeit eines Laminats zu verbessern. Hier ist eine sehr feine Abstimmung der Mengen an Nanopartikeln und Mikropartikeln notwendig, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Außerdem ist das Verfahren sehr aufwendig.

Die US 2004/01 16585 A1 beschreibt die Verwendung einer Mischung aus einem Aminoplastharz und aus Silika-Nanopartikeln als Additiv in Lacken. Ziel ist hier eine

verbesserte Kratzfestigkeit. Allerdings sind keine Eigenschaften wie Glanz und Transparenz erwähnt, auch ist keine Anwendung in Laminaten aufgezeigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Laminat bereitzustellen, das eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Stabilität gegenüber äußeren Einflüssen, insbesondere eine höhere Mikrokratzfestigkeit, aufweist, unter gleichzeitiger Beibehaltung der üblichen Qualitätsmerkmale von Laminaten, insbesondere unter Beibehaltung einer im Wesentlichen vollständigen Transparenz einer Aminoplastharzschicht und einer Erhaltung des hohen Glanzes des Laminats.

Diese Aufgabe wird mit einem Laminat mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Als oberste Schicht weist das Laminat ein mit einem Aminoplastharz imprägniertes Papier und oberflächenmodifizierte Siθ ₂ -Nanopartikel (Silika-Nanopartikel) auf. Die oberste Schicht des Laminats ist dabei die Schicht, die einem Benutzer des Laminats direkt zugewandt ist. Handelt es sich bei dem Laminat beispielsweise um einen Fußbodenbelag, ist die oberste Schicht die Schicht des Laminats, auf der sich ein Benutzer des Laminats bewegt. Handelt es sich bei dem Laminat beispielsweise um das Material eines Möbelstücks, ist die oberste Schicht die Schicht, die üblicherweise an sichtbaren Stellen des Möbelstücks einem Benutzer zugewandt ist (beispielsweise die Oberseite einer Tischplatte, die Seitenflächen eines Schrankes oder die Sitzfläche eines Stuhls). Insbesondere bei einem Möbelstück kann die oberste Seite des Laminats die verschiedensten Orientierungen im Raum aufweisen.

Erfindungsgemäß sind die SiO ₂ -Nanopartikel mit mindestens einem Silan oberflächenmodifiziert, welches mindestens eine funktionelle Gruppe trägt. Die funktionelle Gruppe bewirkt dabei eine bessere Verträglichkeit zwischen dem Aminoplastharz und den Siθ ₂ -Nanopartikeln.

In einer Variante weist ein solches Laminat mindestens zwei übereinander angeordnete Schichten auf, nämlich eine oberste Schicht und mindestens eine untere Schicht und/oder eine Trägerschicht. Die jeweils benachbart zueinander angeordneten Schichten sind miteinander zumindest teilweise, insbesondere vollständig, verbunden.

Die Funktionalisierung der Silika-Nanopartikel erfolgt durch Silanisieren mit entsprechend funktionalisierten Silanen. Die Silane reagieren dabei mit den Silika-Nanopartikeln unter Ausbildung von kovalenten Siloxan-Bindungen (Si-O-Si). Somit werden mit dieser Methode mit einem funktionalisierten Silan oberflächenmodifizierte Silika-Nanopartikel erhalten.

Durch die Verwendung von funktionalisierten oberflächenmodifizierten Silika-Nanopartikeln kommt es zu einer deutlich verbesserten Verträglichkeit der Silika-Nanopartikel mit der Aminoplastharz-Matrix. Die funktionellen Gruppen bewirken eine verbesserte Verträglichkeit mit der Harzmatrix und können sogar teilweise oder auch vollständig mit der Harzmatrix reagieren und so eine kovalente Anknüpfung der Silika-Nanopartikel an die Harzmatrix bewirken. Aber auch wenn keine kovalente Anbindung erfolgt, werden die Silika-Nanopartikel über Wasserstoffbrücken und Van-der-Waals-Wechselwirkungen zwischen den funktionellen Gruppen der Silika-Nanopartikel und beispielsweise den Methylol- oder Methylether-Gruppen der Harzmatrix gebunden.

Durch diese Effekte erfolgt eine homogene Verteilung der Silika-Nanopartikel in der Harzmatrix und somit eine gleichmäßige Verteilung über die gesamte Fläche des imprägnierten Papiers und damit über die gesamte Fläche des daraus hergestellten Laminats. Von besonderem Vorteil ist dabei, dass an der Oberfläche, die den äußeren Einflüssen ausgesetzt ist, eine homogene und gleichmäßige Verteilung der Silika- Nanopartikel vorliegt. Es ist dabei im Besonderen zu beobachten, dass die Silika- Nanopartikel die Mikrorauhigkeit der Oberfläche ausgleichen, da sie sich bevorzugt in den „Tälern" der Oberfläche anordnen. All dies bewirkt eine deutlich verbesserte Widerstandsfähigkeit gegenüber leichten oberflächlichen Kratzern und mithin eine deutlich verbesserte Mikrokratzbeständigkeit im Vergleich zu den gängigen Laminaten.

Geeignete Silan-Verbindungen für die Modifizierungen sind unter anderem Silane, die eine Aminogruppe, eine Hydroxylgruppe, eine Epoxid-Gruppe, eine Glycidoxy-Gruppe und/oder eine Glycidoxypropyl-Gruppe enthalten. Beispiele hierfür sind gamma-Glycidoxypropyl- trimethoxysilan, gamma-Glycidoxypropyl-methyldiethoxysilan, (3-Glycidoxypropyl)trimethoxy- silan, (3-Glycidoxypropyl)hexyltrimethoxy-silan, beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)-ethyltriethoxy- silan. Weitere geeignete Silane sowie die Herstellung der oberflächenmodifizierten Silika- Nanopartikel an sich sind in der EP 1 554 220 A1 (WO 2004/035473 A1 ) beschrieben.

Besonders bevorzugt sind Silika-Nanopartikel, die mit gamma-Glycidoxypropyl- trimethoxysilan und/oder gamma-Glycidoxypropyl-methyldiethoxysilan modifiziert wurden. Zweckmäßig werden kommerziell verfügbare Verbindungen verwendet, wie z. B. Bindzil CC30, CC40 oder CC15.

Die oberflächenmodifizierten Silika-Nanopartikel weisen in einer Variante einen mittleren Partikeldurchmesser von ca. 2 nm bis ca. 500 nm, insbesondere von ca. 3 nm bis ca. 200 nm und ganz besonders von ca. 5 nm bis ca. 60 nm auf.

Die oberflächenmodifizierten funktionalisierten Silika-Nanopartikel werden dabei in Mengen von ca. 5 % bis ca. 70 %, insbesondere ca. 10 % bis ca. 50 % und ganz besonders ca. 20 % bis ca. 30 %, jeweils bezogen auf die Menge an Aminoplastharz, eingesetzt. Die Prozentangeben sind hier wie auch im Folgenden stets als Massenprozent zu verstehen, sofern nicht explizit etwas anderes angegeben ist.

Neben den beschriebenen oberflächenmodifizierten Silika-Nanopartikeln können dem Aminoplastharz noch weitere Additive beigesetzt sein, wie z. B. Post-forming-Additive, Netzmittel, Härter, Trennmittel etc.

Als Aminoplastharze können dem Fachmann bekannte Harze verwendet werden, insbesondere Melamin-Formaldehydharze, Melamin-Harnstoff-Formaldehydharze, Harnstoff- Formaldehydharze oder beliebige Mischungen davon.

Diese Harze können in einer Variante durch Alkohole, vor allem d- bis C ₄ -AIkOhOIe, bevorzugt Methanol und/oder Butanol, vollständig oder teilweise verethert sein. Unter dem Begriff Aminoplastharz im Sinne der Erfindung sind auch Mischungen von einem oder mehreren verschiedenen Harzen zu verstehen.

Als Papier der obersten Schicht des Laminats eignet sich ein Overlaypapier ebenso wie ein Dekorpapier. Diese an sich bekannten Papiere weisen derartige Eigenschaften auf, dass sie gut mit einem Aminoplastharz getränkt bzw. imprägniert werden können. Die Overlaypapiere besitzen vorteilhafterweise ein Flächengewicht von ca. 25 bis ca. 60 g/m ² , bevorzugt von ca. 25 bis ca. 50 g/m ² . Die Dekorpapiere besitzen vorteilhafterweise ein Flächengewicht von ca. 25 bis ca. 150 g/m ² , bevorzugt von ca. 40 bis ca. 100 g/m ² .

Ein geeignetes Trägermaterial für die die oberste Schicht des Laminats ist in einer Variante eine Trägerschicht, die ein mit Phenolharz imprägniertes Kraftpapier aufweist. Dabei kann die Trägerschicht ein einzelnes oder auch eine Lage von mehreren solchen imprägnierten Kraftpapieren aufweisen. Werden mehrere solcher Lagen mit einer obersten Schicht verpresst, erhält man so genannte Compact boards. Kraftpapier ist dem Fachmann allgemein als Papier hoher Festigkeit, insbesondere als Papier mit hoher Zugfestigkeit, bekannt.

Die Trägerschicht kann auch alternativ oder zusätzlich eine oder mehrere Lagen weiterer mit Aminoplastharz imprägnierter Dekorpapiere aufweisen.

Als Material für die Trägerschicht ferner geeignet sind gängige Holzwerkstoffplatten wie z. B. MDF-Platten, HDF-Platten, Spanplatten, OSB- (oriented Strand board, Grobspan) Platten oder auch Vollholzplatten. Als Material für die Trägerschicht werden MDF- und HDF-Platten sowie ein oder mehrere Lagen Kraftpapier bevorzugt verwendet.

In einer Variante ist ein Gegenzug auf der Rückseite der Trägerschicht angeordnet. Der Gegenzug besteht vorteilhafterweise aus mit Aminoplastharz imprägniertem Natronkraftpapier oder einem anderen geeigneten Papier.

Zusätzlich ist es möglich, dass zwischen der Trägerschicht und der obersten Schicht eine weitere Schicht angeordnet ist, die als untere Schicht bezeichnet wird. Die oberste Schicht wäre dann mit der unteren Schicht verbunden und die untere Schicht mit der Trägerschicht. Mehrere untere Schichten sind ebenso denkbar.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 12 bis 14 gelöst. Bei einem derartigen Verfahren zur Herstellung eines Laminats wird eine oberste Schicht mit einer unteren Schicht und/oder einer Trägerschicht, insbesondere durch Verpressen unter erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur, verbunden. Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Variante werden zur Bildung der obersten Schicht oberflächenmodifizierte Silika-Nanopartikel mit einer Aminoplastharzlösung gemischt, woraufhin ein Papier mit dieser Mischung imprägniert wird.

Die Zugabe der oberflächenmodifizierten Silika-Nanopartikel kann dabei durch Mischen einer Dispersion der Silika-Nanopartikel mit der Lösung des Aminoplastharzes erfolgen. Die Silika- Nanopartikel liegen dabei zunächst dispergiert in einem Dispersionsmittel vor. Als Dispersionsmittel eignet sich beispielsweise Wasser, aber auch andere Flüssigkeiten, insbesondere polare Lösungsmittel wie beispielsweise Diethylenglykol, Monoethylenglykol, Butandiol, Butanol, Dipropylenglykolmethylether, Propylenglykolmethylether, Propylenglykolbutylether, Propylenglykolmethyletheracetat oder Isopropanol, sind denkbar. So kann als Dispersionsmittel auch eine, insbesondere wässrige, Lösung eines Modifizierungsmittels wie beispielsweise eines Netzmittels, Verdickungsmittels, Trennmittels und/oder Härters verwendet werden. Die Dispersion kann eine oder mehrere der zuvor genannten Substanzen in beliebiger Kombination enthalten. Die Modifizierungsmittel können auch in der Lösung des Aminoplastharzes enthalten sein.

Vorzugsweise kommt es durch das durch Mischen der Dispersion der Silika-Nanopartikel mit der Lösung des Aminoplastharzes zu einer homogenen Mischung. Durch die vorhandenen funktionellen Gruppen an der Oberfläche der Silika-Nanopartikel, die eine gute Verträglichkeit mit dem Harz bewirken, wird dies wesentlich erleichtert.

Alternativ können die Silika-Nanopartikel auch in heterogener Form in der Aminoplastharz- Lösung vorliegen. In diesem Fall bildet sich aber in keinem Fall ein Niederschlag in der Aminoplastharz-Lösung. Vielmehr zeigt die Mischung allenfalls eine leichte Trübung und/oder eine vermehrte Lichtstreuung. Sollten die Silika-Nanopartikel in heterogener Form in der Aminoplastharz-Lösung vorliegen, so bildet sich aber spätestens im Imprägnierschritt und/oder im Pressschritt eine homogene Mischung bzw. Verteilung der Silika-Nanopartikel im Aminoplastharz.

Die Zugabe der oberflächenmodifizierten Silika-Nanopartikel kann in einer zweiten Variante aber auch bereits während der Synthese des Aminoplastharzes erfolgen. Aminoplastharze werden nach dem Fachmann bekannten Verfahren synthetisiert. Die Silika-Nanopartikel können dabei in einer beliebigen Stufe der Harzsynthese zugegeben werden. Auch in diesem Fall bedingen die funktionellen Gruppen an der Oberfläche der Silika-Nanopartikel eine deutlich verbesserte Verträglichkeit mit dem Aminoplastharz. Es kann sogar vorkommen, dass die Silika-Nanopartikel über diese funktionellen Gruppen mit der

Harzmatrix reagieren und so kovalent an das Harz gebunden werden.

Gemäß einer dritten Variante ist es vorgesehen, dass die oberflächenmodifizierten Silika- Nanopartikel erst auf das bereits mit dem Aminoplastharz imprägnierte Papier aufgebracht werden. Dazu kann eine geeignete Dispersion der oberflächenmodifizierten Silika- Nanopartikel auf das bereits mit dem Aminoplastharz imprägnierte Papier aufgesprüht werden. Als Dispersionsmittel für eine solche Dispersion eignet sich wiederum beispielsweise Wasser, aber auch andere Flüssigkeiten, insbesondere polare Lösungsmittel wie beispielsweise Diethylenglykol, Monoethylenglykol, Butandiol, Butanol, Dipropylenglykolmethylether, Propylenglykolmethylether, Propylenglykolbutylether,

Propylenglykolmethyletheracetat oder Isopropanol, sind denkbar. So kann als Dispersionsmittel auch eine, insbesondere wässrige, Lösung eines Modifizierungsmittels wie beispielsweise eines Netzmittels, Verdickungsmittels, Trennmittels und/oder Härters verwendet werden. Die Dispersion kann eine oder mehrere der zuvor genannten Substanzen in beliebiger Kombination enthalten. Die Modifizierungsmittel können auch in der Mischung der Silika-Nanopartikel mit dem zweiten Aminoplastharz enthalten sein.

Das bereits imprägnierte Papier kann beim Aufbringen der Silika-Nanopartikel noch feucht oder bereits vorgetrocknet oder auch vollständig getrocknet sein. Das Aufsprühen kann dabei durch dem Fachmann bekannte geeignet Apparaturen erfolgen.

Alternativ ist es aber auch möglich, eine Mischung aus oberflächenmodifizierten Silika- Nanopartikeln und einem zweiten Aminoplastharz, die nach den oben erwähnten Methoden herstellbar ist, auf das bereits mit einem ersten Aminoplastharz imprägnierte Papier aufzubringen. Das erste Aminoplastharz ist dabei das in der vorliegenden Beschreibung sonst einfach als „Aminoplastharz" bezeichnete Aminoplastharz. So kann diese Mischung auf das bereits mit dem Aminoplastharz imprägnierte Papier aufgesprüht werden. Das bereits imprägnierte Papier kann dabei noch feucht oder bereits vorgetrocknet oder auch vollständig getrocknet sein. Das Aufsprühen kann dabei durch dem Fachmann bekannte geeignet Apparaturen erfolgen. Das in der Mischung vorhandene (zweite) Aminoplastharz und das zum Imprägnieren des Papiers verwendete (erste) Aminoplastharz können dabei gleich oder unterschiedlich sein.

Weitere Varianten der beanspruchten Verfahren ergeben sich aus den oben erläuterten Varianten und Ausgestaltungen des beanspruchten Laminats, die in analoger Weise auch auf die Verfahren zutreffen.

Das erfindungsgemäße Laminat eignet sich zur Verwendung als Fußbodenbelag, Tischplatte oder allgemein in der Möbelherstellung zur Herstellung weiterer Möbel.

Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

In einem 2 I Rundkolben werden 350 g einer 37%igen Formaldehydlösung mit 120 g Wasser vermengt. Zu dieser Mischung werden 211 g einer 52%igen Silika-Nanopartikel-Dispersion gegeben und die erhaltene Mischung kräftig miteinander verrührt. Die Silika-Nanopartikel haben einen mittleren Durchmesser von 7 nm und sind durch Umsetzung mit gamma- Glycidoxypropyl-trimethoxysilan stabilisiert, so dass sie an der Oberfläche zahlreiche Epoxygruppen tragen. Die Strukturformel von gamma-Glycidoxypropyl-trimethoxysilan ist nachfolgend wiedergegeben:

Zu dieser Mischung werden 310 g Melamin zugegeben und unter kräftigem Rühren rasch auf 93 ⁰ C erwärmt. Es wird darauf geachtet, dass der pH-Wert bei 8,8 ± 0,2 bleibt. Nötigenfalls wird der pH-Wert durch Zugabe von NaOH reguliert.

Die Reaktionsmischung wird weiter kondensiert, bis sich eine Wasserverträglichkeit von 2,3 eingestellt hat; dann wird auf Raumtemperatur abgekühlt. Man erhält eine klare und stabile Harzlösung.

Beispiel 2

In einem 2 I Rundkolben werden 350 g einer 37%igen Formaldehydlösung mit 135 g Wasser vermengt. Zu dieser Mischung werden 310 g Melamin zugegeben und unter kräftigem Rühren rasch auf 93 ⁰ C erwärmt. Es wird darauf geachtet, dass der pH-Wert bei 8,8 ± 0,2 bleibt. Nötigenfalls wird der pH-Wert durch Zugabe von NaOH reguliert.

Die Reaktionsmischung wird weiter kondensiert, bis sich eine Wasserverträglichkeit von 2,3 eingestellt hat; dann wird auf Raumtemperatur abgekühlt.

Zu der abgekühlten Harzmischung werden 21 1 g einer 52%igen Silika-Nanopartikel- Dispersion gegeben und kräftig miteinander verrührt. Die Silika-Nanopartikel haben einen mittleren Durchmesser von 7 nm und sind durch Umsetzung mit gamma-Glycidoxypropyl- trimethoxysilan stabilisiert, so dass sie an der Oberfläche zahlreiche Epoxygruppen tragen. Man erhält eine klare und stabile Harzlösung.

Vergleichsbeispiel 1

In einem 2 I Rundkolben werden 350 g einer 37%igen Formaldehydlösung mit 135 g Wasser vermengt. Zu dieser Mischung werden 310 g Melamin zugegeben und unter kräftigem Rühren rasch auf 93 ⁰ C erwärmt. Es wird darauf geachtet, dass der pH-Wert bei 8,8 ± 0,2 bleibt. Nötigenfalls wird der pH-Wert durch Zugabe von NaOH reguliert.

Die Reaktionsmischung wird weiter kondensiert, bis sich eine Wasserverträglichkeit von 2,3 eingestellt hat; dann wird auf Raumtemperatur abgekühlt.

Zu der abgekühlten Harzmischung werden 211 g einer 52%igen Silika-Nanopartikel- Dispersion gegeben und kräftig miteinander verrührt. Die Silika-Nanopartikel haben einen mittleren Durchmesser von 7 nm und sind nicht weiter modifiziert. Das heißt, sie tragen somit keine funktionellen Gruppen.

In diesem Fall wird eine trübe Lösung erhalten, aus der nach kurzer Zeit ein weißer Feststoff ausfällt.

Beispiel 3

Es wird analog zu Beispiel 2 vorgegangen, nur dass als Silicapartikel solche Partikel verwendet werden, die mit beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)-ethyltriethoxy-silan funktionalisiert wurden. Die Strukturformel von beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)-ethyltriethoxy-silan ist nachfolgend wiedergegeben:

Man erhält ebenfalls eine stabile klare Lösung.

Beispiel 4

Es wird analog zu Beispiel 2 vorgegangen, nur dass als Silicapartikel solche Partikel verwendet werden, die mit Aminopropyl-triethoxy-silan funktionalisiert wurden. Die Strukturformel von Aminopropyl-triethoxy-silan ist nachfolgend wiedergegeben:

Man erhält ebenfalls eine stabile klare Lösung.

Beispiel 5

Ein Dekorpapier (80 g/m ² ; Firma Technocell) wird mit dem Harz aus Beispiel 1 imprägniert, so dass ein Harzauftrag von 110% erzielt wird, wobei dem Harz kurz vor der Imprägnierung des Dekorpapiers 0,3 % Netzmittel (Hipe®add NuO4, AMI) und 0,5% Härter (Hipe®add A462, AMI) zugegeben wurden.

Das imprägnierte Dekorpapier wird zu einer Restfeuchte von 7% getrocknet. Anschließend wird das imprägnierte Dekorpapier zusammen mit drei Lagen eines phenolharzimprägnierten Kraftpapiers sowie einem Gegenzug mit einem Druck von 80 bar bei 150 ⁰ C für zwei Minuten verpresst und anschließend auf 70 ⁰ C rückgekühlt.

Beispiel e

Es wird analog zu Beispiel 5 vorgegangen, als Harz wird allerdings das Harz aus Beispiel 2 verwendet.

Beispiel 7

Es wird analog zu Beispiel 5 vorgegangen, als Harz wird allerdings das Harz aus Beispiel 3 verwendet.

Beispiel 8

Es wird analog zu Beispiel 5 vorgegangen, als Harz wird allerdings das Harz aus Beispiel 4 verwendet.

Vergleichsbeispiel 2

Es wird analog zu Beispiel 5 vorgegangen, als Harz wird allerdings ein Standard-Melamin- Formaldehyd-Harz (Standard-MF-Harz) verwendet. Die Herstellung eines solchen Harzes ist dem Fachmann bekannt. Sie erfolgt analog zu Beispiel 2, wobei allerdings auf die Zugabe von Silika-Nanopartikeln verzichtet wird.

Beispiel 9

Ein Dekorpapier (80 g/m ² ; Firma Technocell) wird mit dem Harz aus Beispiel 2 imprägniert, so dass ein Harzauftrag von 110% erzielt wird, wobei dem Harz kurz vor der Imprägnierung 0,3 % Netzmittel (Hipe®add NuO4, AMI) und 0,5% Härter (Hipe®add A462, AMI) zugegeben wurden.

Das imprägnierte Dekorpapier wird zu einer Restfeuchte von 6% getrocknet. Anschließend wird das imprägnierte Papier mit einem Druck von 30 bar bei einer Temperatur von 180 ⁰ C für 30 s auf eine MDF-Platte gepresst.

Beispiel 10

Ein Dekorpapier (80 g/m ² ; Firma Technocell) wird mit einem Standard-MF-Harz (siehe Vergleichsbeispiel 2) imprägniert, so dass ein Harzauftrag von 1 10% erzielt wird. Das imprägnierte Dekorpapier wird zu einer Restfeuchte von 7% getrocknet.

Das getrocknete Papier wird mit einer wässrigen Dispersion von Silika-Nanopartikeln, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurden, besprüht, so dass ein Auftrag von 20 g/m ² an Silika- Nanopartikeln erzielt wird. Anschließend wird das Dekorpapier analog zu Beispiel 5 verpresst.

Beispiel 11

Ein Dekorpapier (80 g/m ² ; Firma Technocell) wird mit einem Standard-MF-Harz (siehe Vergleichsbeispiel 2) imprägniert, so dass ein Harzauftrag von 1 10% erzielt wird. Das imprägnierte Dekorpapier wird zu einer Restfeuchte von 7% getrocknet.

Das getrocknete imprägnierte Papier wird mit einer Harzlösung mit Silika-Nanopartikeln aus Beispiel 2 besprüht, so dass ein Auftrag von 20 g/m ² an Silika-Nanopartikeln erzielt wird. Anschließend wird das Dekorpapier analog zu Beispiel 5 verpresst.

Die Mikrokratzfestigkeit der erhaltenen Laminate der Beispiele 5 bis 1 1 und des Vergleichsbeispiels 2 wurde mit Hilfe eines Taber Abraser getestet. Zu diesem Zweck wurden eine Rotationsgeschwindigkeit von 60 U/min bei einer Andruckkraft von 500 g unter

Verwendung eines S33-Schleifpapiers gewählt und zwei Rotationszyklen (720° Rotation der Schleifscheibe des Taber Abraser) durchgeführt. Anschließend wurde die Oberfläche visuell bewertet und in folgende Klassen eingestuft:

1 : keine sichtbare Veränderung der Oberfläche

2: schwach sichtbare feine Kratzer

3: sichtbare feine Kratzer

4: sichtbare tiefe Kratzer

5: sehr tiefe Kratzer

Daneben erfolgte eine Messung der Glanzunterschiede vor und nach dem Kratztest. Die Glanzmessung erfolgte mit einem TRI Gloss Master (Sheen Instruments GB). Hierbei wird die Menge an reflektiertem Licht einer zu untersuchenden Probe im Vergleich zu einer schwarzen Standardprobe gemessen. Die von der Standardprobe reflektierte Lichtmenge entspricht dabei 100 Einheiten. Zur Glanzmessungen wurde das Licht in einem Winkel von 60° zur Senkrechten auf die Probe eingestrahlt und das in diesem Winkel reflektierte Licht gemessen.

Die Ergebnisse der Bestimmung der Kratzfestigkeit und der Glanzunterschiede der verschiedenen Laminate können der folgenden Tabelle 1 entnommen werden.

Tabelle 1 : Bestimmung der Kratzfestigkeit und der Glanzunterschiede der verschiedenen Laminate.

Weitere Laminate wurden gemäß den nachfolgenden Beispielen 12 bis 14 und gemäß den Vergleichsbeispielen 3 bis 6 hergestellt.

Beispiel 12

Ein Dekorpapier (80 g/m ² ; Firma Technocell) wird mit einem Standard-MF-Harz (siehe Vergleichsbeispiel 2) imprägniert, so dass ein Harzauftrag von 110 % erzielt wird. Das imprägnierte Dekorpapier wird zu einer Restfeuchte von 5,0 % getrocknet.

Das getrocknete Papier wird mit einer 23 %igen wässrigen Dispersion von Silika- Nanopartikeln ((w/v), das heißt 23 Masseprozent Silikananopartikel in Wasser oder alternativ in einer wässrigen Lösung eines Dispersionsmittel entsprechend der obigen Erläuterung) besprüht, so dass ein Auftrag von 20 g/m ² an Silika-Nanopartikeln erzielt wird. Anschließend wird das Dekorpapier analog zu Beispiel 9 verpresst.

Vergleichsbeispiel 3

Es wird analog zu Beispiel 12 vorgegangen, nur dass keine Silika-Nanopartikel aufgesprüht werden.

Beispiel 13

Ein Dekorpapier (80 g/m ² ; Firma Technocell) wird mit einem Standard-MF-Harz (siehe Vergleichsbeispiel 2) imprägniert, so dass ein Harzauftrag von 110 % erzielt wird. Das imprägnierte Dekorpapier wird zu einer Restfeuchte von 10,0 % getrocknet.

Das getrocknete Papier wird mit einer 23 %igen wässrigen Dispersion von Silika- Nanopartikeln (w/v) entsprechend Beispiel 12 besprüht, so dass ein Auftrag von 20 g/m ² an Silika-Nanopartikeln erzielt wird. Anschließend wird das Dekorpapier analog zu Beispiel 9 verpresst.

Vergleichsbeispiel 4

Es wird analog zu Beispiel 13 vorgegangen, nur dass keine Silika-Nanopartikel aufgesprüht werden.

Beispiel 14

Ein Overlaypapier (25g/m ² ; Firma Schöller & Hösch) wird mit einem Standard-MF-Harz (siehe Vergleichsbeispiel 2) imprägniert, so dass ein Harzauftrag von 220 % erzielt wird. Das imprägnierte Dekorpapier wird zu einer Restfeuchte von 7,0 % getrocknet.

Das getrocknete Papier wird mit einer 23 %igen wässrigen Dispersion von Silika- Nanopartikeln (w/v) entsprechend Beispiel 12 besprüht, so dass ein Auftrag von 20 g/m ² an Silika-Nanopartikeln erzielt wird. Anschließend wird das Dekorpapier analog zu Beispiel 9 verpresst.

Vergleichsbeispiel 5

Es wird analog zu Beispiel 14 vorgegangen, nur dass keine Silika-Nanopartikel aufgesprüht werden.

Beispiel 15

Ein Overlaypapier (25g/m ² ; Firma Schöller & Hösch) wird mit einem Standard-MF-Harz (siehe Vergleichsbeispiel 2) imprägniert, so dass ein Harzauftrag von 220 % erzielt wird. Das imprägnierte Dekorpapier wird zu einer Restfeuchte von 1 1 ,0 % getrocknet.

Das getrocknete Papier wird mit einer 23 %igen wässrigen Dispersion von Silika- Nanopartikeln (w/v) entsprechend Beispiel 12 besprüht, so dass ein Auftrag von 20 g/m ² an Silika-Nanopartikeln erzielt wird. Anschließend wird das Dekorpapier analog zu Beispiel 9 verpresst.

Vergleichsbeispiel 6

Es wird analog zu Beispiel 15 vorgegangen, nur dass keine Silika-Nanopartikel aufgesprüht werden.

Die Mikrokratzfestigkeit und die Glanzänderung der erhaltenen Laminate aus den Beispielen 12 bis 15 und aus den Vergleichsbeispielen 3 bis 6 wurde gemäß der Werknorm „IHD-W-445 Version Mai 2007" des Instituts für Holztechnologie Dresden gGmbH (IHD) getestet. Bei dieser Werknorm handelt es sich um ein Prüfverfahren zur Bestimmung der Beständigkeit eines Prüfgegenstandes gegen Vielfachzerkratzung. Die gegenüber der Werknorm der

Version Mai 2007 in Bezug auf den Durchmesser des eingesetzten Reibtellers und weiteren Details geringfügig unterschiedliche Werknorm der Version August 2006 wird auch in einer Publikation (R. Emmier (2007): „Kratz-Testat", Laminat-Magazin, S. 76-78) beschrieben.

Die Ergebnisse der Untersuchung der Mikrokratzfestigkeit und der Glanzänderung bzw. des eingetretenen Glanzverlustes der Laminate aus den Beispielen 12 bis 15 und aus den Vergleichsbeispielen 3 bis 6 sind der nachfolgenden Tabelle 2 zu entnehmen.

Tabelle 2: Bestimmung der Kratzfestigkeit und des Glanzverlusts der verschiedenen Laminate.

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