Dynamic mechanical properties of decorative papers impregnated with melamine formaldehyde resin

Abstract

Papers impregnated with melamine formaldehyde based resins are widely used in decorative surface finishing of engineered wood based panels for indoor and outdoor applications. For cost-effective production of high-quality impregnated papers it is of great importance to understand the complex interplay between manufacturing conditions and technological property profile. In the present study, three raw papers from different suppliers were impregnated with melamine formaldehyde resin in an industrial scale experiment to study the influence of some important manufacturing variables on the processability of impregnated papers. As numerical factors the resin loading, the final moisture content and the amount of curing catalyst were systematically varied according to a statistical central composite design. The model papers were analyzed for their rheological and thermal properties using the dynamic mechanical method developed by Golombek. As target values flow time, cure time, curing rate and flexibility were used to calculate quantitative models for the processability of the impregnated papers using response surface methodology. It is shown that the relevant rheological and thermal paper parameters are significantly influenced by the supplier of the raw paper as well as the manufacturing variables.

Zusammenfassung

Melaminharz imprägnierte Dekorpapiere werden häufig in der Oberflächenveredelung von plattenförmigen Holzwerkstoffen für Innen- und Außenanwendungen verwendet. Für die kosteneffiziente Produktion von qualitativ hochwertigen imprägnierten Papieren ist es nötig, das komplexe Zusammenspiel zwischen den industriellen Herstellungsbedingungen und dem technologischen Eigenschaftsprofil der Materialien zu verstehen. In der vorliegenden Studie wurden drei vergleichbare Rohpapiere von unterschiedlichen Herstellern im Rahmen eines industriellen Experiments unter verschiedenen Bedingungen mit Melaminharz imprägniert, um den Einfluss einiger wichtiger Prozessvariablen auf die Herstellung von imprägniertem Papier zu analysieren. Die Modellpapiere wurden auf ihre rheologischen und dynamisch-mechanischen Eigenschaften nach der Methode von Golombek untersucht. Als Zielgrößen wurden Fließzeit, Härtungszeit, Härtungsgeschwindigkeit und Flexibilität bestimmt und der Einfluss der Produktionsvariablen wurde nach Response Surface-Methoden quantifiziert. Es wird gezeigt, dass die relevanten rheologischen und dynamisch-mechanischen Papierparameter signifikant vom Rohpapierhersteller und den Produktionsbedingungen abhängen.