壁紙的基礎材料的製作方法

2023-07-04 08:34:01

本發明涉及一種用於能夠乾燥地揭下的壁紙的基礎材料，該基礎材料具有改善的尺寸穩定性和印刷適性。

背景技術：

壁紙這一概念理解為，大多由紙、玻璃纖維和/或塑料組成的平面的牆壁覆蓋材料，該蒙面材料能夠藉助於適合的粘合劑黏在牆壁上。壁紙大多是彩色的、以圖案印刷或壓印的。不同壁紙的分類是基於所使用的材料和製造工藝來進行的。傳統的圖案壁紙是由紙製成的印刷壁紙。而壓花壁紙或紋理壁紙則由多個紙層組成，這些紙層利用壓花輥通過壓印而結合在一起。為了將壁紙幅固定在牆壁上，通常在其背面設有膠、特別是壁紙漿糊並且隨後將其壓在牆壁上(糊牆紙)。在進一步的操作步驟中，例如印刷或糊牆紙，通過水或其他液體的作用而引起材料的伸長以及在隨後的乾燥中引起材料的收縮。

此外，存在所謂的無紡布壁紙。其與其他壁紙的區別主要在於基底材料。在大多數的無紡布壁紙中，該基底由光滑的且防撕裂的纖維材料組成，該纖維材料由纖維素纖維和合成纖維組成(紡織纖維和/或塑料纖維)。

無紡布壁紙具備一系列的優勢。無紡布壁紙無需塗抹壁紙漿糊，而是能夠乾燥地、以幅的形式施加在塗有無紡布專用膠的牆壁上。無紡布壁紙是尺寸穩定並且裁切穩定的並且是能夠水汽滲透的。與傳統的紙質壁紙相比、無紡布壁紙在潮溼狀態下以及在乾燥情況下是儘可能形狀穩定的。無紡布壁紙能夠在乾燥時剝除，因為與膠水的膠合作用相比無紡布布料的拉伸負荷能力更高。

然而這種無紡布壁紙的缺陷則在於，無紡布壁紙不具有理想的可印刷適性。

為了將壁紙施加在牆壁上而使用的漿糊是以含水的、浸漲產品的形式的膠水。作為漿糊的基本材料，使用澱粉以及水溶性的有機纖維素化合物並且與相應量的水攪拌。漿糊通過水的蒸發而物理地接合。漿糊能夠額外地包含其他成分，像是合成樹脂、防腐劑或者用於提高或減小粘合力的物質。

在現有技術中充分地描述了壁紙基材的良好的印刷適性和低的溼膨脹這樣的疑難問題，並且為了對所提及的要求進行改善而建議了不同的解決方式。

WO 2008/040635 A1描述了一種具有最小化的溼漲率和良好印刷適性的壁紙基材，該壁紙基材由兩個通過伏輥壓榨而相互纏結的纖維幅材組成。然而該該材料的尺寸穩定性卻並不足以可靠地避免在乾燥情況下在兩個邊緣對接的壁紙幅之間的縫隙形成。

US 3 294 618描述了一種紙產品，該紙產品主要能夠作為壁紙基材而使用。其藉助於圓筒篩方法製造並且由多個纖維材料層組成。在製造過程期間，在上方(第一)潮溼層上噴灑聚合物分散體，隨後是其他紙層。在乾燥和壓延之後，聚合物粒子形成了封閉的膜，該封閉的膜應構成針對來自壁紙漿糊的水分的溼氣屏蔽層。在紙結構的外側的、下方的層上施加裝飾性的塑料薄膜。而其缺陷則在於，通過工藝引起的對上方的層的壓縮，壁紙僅能夠不足夠地補償牆壁的不平整性。

DE 197 54 998 A1描述了壁紙及其製造，其中將兩個紙幅乾燥地或潮溼地以膠水塗覆、乾燥並隨後將這兩幅在熱作用和/或壓力作用下相互接合。根據該文獻的另一實施方式，通過加入賦予結構的材料(優選金屬或塑料)而將這些紙幅彼此接合起來。

WO 2010/045201 A2描述了一種為了電磁屏蔽而在數字複印機和雷射印表機中使用的紙/塑料層壓材料。

技術實現要素：

本發明的目的在於，提供一種能夠乾燥地去除的壁紙的基礎材料，該基礎材料在進一步的操作中(即可選的印刷以及糊牆紙)具有相對於現有技術改善的尺寸穩定性以及非常好的印刷適性。

該目的通過一種具有多層的纖維幅材複合材料的基礎材料而達到，該纖維幅材複合材料包含：至少一個第一纖維幅材，該第一纖維幅材具有在壁紙的使用中朝向待覆蓋的對象的表面的一面；至少一個軋光的第二纖維幅材，該第二纖維幅材具有在壁紙的使用中朝向外側的一面；以及至少一個在這些纖維幅材之間擠出的熱塑性的聚合物(特別是聚乙烯)的層，其中第一纖維幅材具有比第二纖維幅材更大的比體積。

本發明的主題還涉及一種用於製造根據本發明的基礎材料的方法，在該方法中，向通過第一纖維幅材以及第二纖維幅材形成的縫隙中擠入熱塑性樹脂的熔體並且冷卻而形成纖維幅材複合材料，其中第一纖維幅材具有比第二纖維幅材更大的比體積。

本發明的主題還涉及一種用於製造根據本發明的基礎材料的方法，在該方法中，在壓力和熱量的作用下在由熱塑性的樹脂組成的塑料薄膜的一面上施加第一纖維幅材並且在另一面上施加第二纖維幅材，其中第一纖維幅材具有比第二纖維幅材更大的比體積。

本發明的主題最後涉及一種能夠乾燥地揭下的壁紙，該壁紙包含根據本發明的基礎材料。

在本發明的一種優選的設計方案中，第一個大體積的纖維幅材的比體積至少為1.3cm3/g、特別是1.5cm3/g至3.0cm3/g，然而優選為1.7cm3/g至2.4cm3/g。

第一個大體積的纖維幅材能夠優選地含有纖維素纖維並且額外地含有聚酯纖維，聚酯纖維的量相對於纖維幅材的纖維的總量而言為最多50重量％、特別是5重量％至30重量％。

在本發明的另一種設計方案中，能夠使大體積的第一個纖維幅材包含至少兩個相互接合的纖維層。

大體積的第一纖維幅材的單位面積重量優選為30至200g/m2、特別是50至120g/m2。

在一種優選的實施方式中，第一纖維幅材能夠在壁紙使用中朝向待覆層的對象的表面的一面上設有改善可剝離性的功能層。這個功能層能夠例如包含蠟分散體和/或聚合物膠乳。

根據本發明的基礎材料的第二纖維幅材的比體積優選為小於1.3cm3/g、特別是0.8cm3/g至1.2cm3/g。

在本發明的一種優選的設計方案中，第二纖維幅材包含纖維素纖維而並不含有合成纖維。對於該設計方案而言特別適合的是未覆層的或已覆層的紙。這些紙能夠除了纖維素纖維以外還包含：上漿劑，例如像是烷基烯酮二聚體、脂肪酸和/或脂肪酸鹽，環氧脂肪酸醯胺、烯基或烷基琥珀酸酐；溼強劑，例如像是聚胺-聚醯胺-環氧氯丙烷；幹強劑，例如像是陰離子的、陽離子的或中性的聚醯胺；螢光增白劑；填料；顏料；染色劑；消泡劑和其他造紙工業中常見的輔助劑。這些紙材能夠是表面施膠的。為此適合的上漿材料例如是聚乙烯醇或氧化澱粉。製造能夠在長網紙機或楊琪造紙機(Yankee-Papiermaschine)(滾筒式造紙機)中進行。紙的單位面積重量能夠是30至250g/m2、特別是40至150g/m2。這些紙能夠以未壓縮或已壓縮(軋光的)的形式使用。特別適合的是具有0.5至1.1g/cm3、特別是0.9至1.05g/cm3的密度的紙。

本發明的另一個設計方案中能夠將具有最多50重量％的填料的填料含量的高填充的紙用作第二纖維幅材。

作為用於製造紙的纖維素纖維能夠例如使用漂白闊葉木硫酸鹽漿(LBKP)，漂白針葉樹牛皮漿(NBKP)，漂白硬木亞硫酸鹽漿(LBSP)或漂白針葉樹亞硫酸鹽漿(NBSP)。此外也能夠使用來自再生的舊紙的纖維素纖維。也能夠使用不同纖維素纖維的混合物。

在本發明一種特別的設計方案中，使用由100％的闊葉樹木漿組成的纖維素纖維。未碾磨的纖維素的平均纖維長度優選為0.6至0.85mm(Kajaani-測量)。

本發明的另一種設計方案設置為，使用由長纖維紙漿(NBKP)和短纖維紙漿(LBKP)以1:4至4：1的比例組成的混合物。

填料例如是以其自然形態的高嶺土和碳酸鈣，例如石灰石、大理石或白雲石、沉澱的碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、鈦白粉、滑石粉、二氧化矽、氧化鋁及其混合物。

本發明的另一種設計方案中，能夠使第二纖維幅材在朝向外側的一面具有含有顏料的層。顏料能夠是金屬氧化物、矽酸鹽、碳酸鹽、硫化物或硫酸鹽。特別適合的是像是高嶺土、滑石粉、碳酸鈣和/或硫酸鋇這樣的顏料。在含有顏料的層中，能夠使用任意一種已知的水溶性的和/或水分散的粘合劑。塗覆重量可以是0.1至30g/m2、特別是1至20g/m2、優選2至10g/m2。

對於在纖維幅材之間根據本發明而設置的擠入的熱塑性聚合物的層而言，適合的特別是聚烯烴，優選為具有小於0.935g/cm3密度的低密度聚乙烯(LDPE)或者由LDPE和HDPE(密度大於0.935g/cm3的高密度聚乙烯)優選以約1:1的量比組成的混合物。

在本發明的另一個設計方案中，擠入的層能夠含有像是二氧化鈦這樣的白色顏料以及像是螢光增白劑、著色劑和分散劑這樣的輔助劑。

擠出的層的塗覆重量能夠是3至50g/m2、特別是5至30g/m2、然而優選為10至20g/m2。在本發明一種優選的設計形式中，在擠入的層與這兩個纖維幅材之間不存在任何額外的粘合層。

前述的這些纖維幅材能在層壓機中藉助於擠出而相互接合。在此，熱塑性的熔體通過寬縫的噴嘴引入到這兩個纖維幅材之間的縫隙中並且將複合幅材擠壓在冷卻筒上。

根據本發明的纖維幅材能夠在朝待覆層的對象的表面的一面具有小於20秒的、優選5至20秒的別克平滑度。

在根據本發明的纖維幅材的朝向外側的一面上的平滑度可以為至少20別克秒、特別優選為50至300別克秒。能夠通過軋光或者另外一種用於使紙平滑的常見的工具使纖維幅材變得平滑。

根據本發明的纖維幅材複合材料的總面積重量能夠為80g/m2至500g/m2、特別是130g/m2至250g/m2。

為了製造壁紙，根據本發明的基礎材料能夠以已知的方式壓印和/或壓花。該基礎材料能夠在壓印和壓花之前和之後塗漆。

具體實施方式

下面的這些實施例用於進一步說明本發明。

實施例V1(對比例)

在以相對於總纖維素纖維量而言20重量％的量加入合成纖維的條件下，由四個計重分量的闊葉木漿與一個計重分量的針葉木漿所組成的混合物製成無紡布紙。在低濃度材料中的纖維的濃度相對於纖維懸浮液的重量而言是1重量％。向該低濃度材料中加入附加材料，例如以5重量％的量的基於丙烯酸的聚合粘合劑(2728，BASF SE)、以6重量％的量的溼強劑聚胺-聚醯胺-環氧氯丙烷樹脂以及以2重量％的量的中性施膠劑烷基烯酮二聚體(AKD)。這些數量值涉及到的是纖維材料重量。將pH值調節到約7.5的低濃度材料從流漿箱引到造紙機的篩網上，在篩網上通過在造紙機的網部中對幅材的脫水而進行紙頁成形。在擠壓部中，纖維幅材進一步脫水到相對於幅材重量而言60重量％的水含量。在造紙機的乾燥部中以加熱的乾燥筒進行進一步乾燥。產生具有65g/m2的單位面積重量和約5％的溼度的無紡布紙。

實施例V2-V4(對比例)

作為對比例而另外使用Dresden Paper GmbH公司的以「Duplex」法製造的無紡布(也參照WO 2008/040635 Al)並且對其進行尺寸穩定性和印刷適性檢驗。

對Dresden Paper GmbH公司的以下無紡布進行了檢驗：

-Duplex壁紙無紡布,覆層的，85g/m2(V2)

-Duplex壁紙無紡布,覆層的，90g/m2(V3)

-Duplex壁紙無紡布,未覆層的，150g/m2(V4)。

實施例5(本發明)

由三個計重分量的桉木漿、一個計重分量的針葉木漿以及以15重量％的量(相對於纖維性材料的重量而言)的高嶺土p75(Prechtel GmbH,Schwetzingen)組成的混合物製成紙。在低濃度材料中的纖維的濃度相對於纖維素懸浮液的重量而言為1重量％。向該低濃度材料中以相對於纖維材料量而言6.7重量％的量加入作為溼強劑的聚胺-聚醯胺-環氧氯丙烷樹脂以及以相對於纖維材料量而言2.9重量％的量的中性施膠劑烷基烯酮二聚體(AKD)。將pH值調節到約7.5的低濃度材料從流漿箱引到造紙機的篩網上，在篩網上通過在造紙機的網部中對幅材的脫水而進行紙頁成形。在擠壓部中，纖維幅材進一步脫水到相對於幅材重量而言60重量％的水含量。在造紙機的乾燥部中以加熱的乾燥筒進行進一步乾燥。隨後對紙幅進行壓延。生產出具有30g/m2的單位面積重量的、1.1cm3/g的比體積以及約7％的溼度的非常光滑的紙張。

在下一個工藝步驟中將實施例V1中的無紡布紙與實施例5中製造的紙在層壓機中與具有0.924g/cm3密度的LDPE相互接合起來。聚乙烯的塗覆量為10g/m2。擠出複合在315℃的LDPE熔化溫度條件下進行。

所得到的纖維複合幅朝向外側的一面具有165秒的別克平滑度(根據DIN 53107的別克法)。朝向待覆層的對象的表面的一面的別克平滑度為7秒。

實施例(本發明)

與實施例5一樣，由相同的低濃度材料並且以相同方式製造非常平滑的紙幅，但是將流漿箱這樣調整，即，紙幅的單位面積重量在45g/m2、比體積為1.15cm3/g並且溼度為7％。在接下來的步驟中由這樣得到的紙幅、實施例V1中的無紡布紙幅以及LDPE，以與實施例5相同方式製造出複合纖維幅材。

這樣得到的複合纖維幅材朝向外側的一面的別克平滑度為125秒。指向待覆層的對象的表面的一面的別克平滑度為5秒。

實施例7(本發明)

由一個計重分量的桉木漿、一個計重分量的針葉木漿以及以相對於纖維性材料的重量而言16重量％的量的二氧化鈦所組成的混合物製成紙。在低濃度材料中的纖維的濃度相對於纖維素懸浮液的重量而言為1重量％。

向低濃度材料中以相對於纖維材料量而言1重量％的量加入作為溼強劑的聚胺-聚醯胺-環氧氯丙烷樹脂將低濃度材料的pH值調整到約6.5。將低濃度材料從流漿箱引到造紙機的篩網上，在篩網上通過在造紙機的網部中對幅材的脫水而進行紙頁成形。在擠壓部中，紙幅進一步脫水到相對於幅材重量而言60重量％的水含量。在造紙機的乾燥部中通過加熱的乾燥筒以及經由楊琪滾筒進行紙張的乾燥和平滑。隨後對紙幅進行壓延。生產出具有130g/m2的單位面積重量的、1.15cm3/g的比體積以及約2％的溼度的非常光滑的紙張。

在下一個步驟中，由這樣得到的紙幅、實施例V1中的無紡布紙幅和LDPE以與實施例5和6相同的方式製成複合纖維幅材。這樣得到的複合纖維幅材、朝向外側的一面的別克平滑度為61秒。朝向待覆層的對象的表面的一面別克平滑度為5秒。

對製成的複合纖維幅材進行尺寸穩定性和印刷適性的檢驗。結果在表1中總結出。

對根據這些實施例和對比例得到的材料進行下述用於檢驗尺寸穩定性和印刷適性的檢驗。

溼伸長率(內部檢測方法)：檢驗的目的在於確定潮溼的試樣條帶在一面與液體接觸的情況下、在既定的拉力負荷下在既定的拉伸時間後的伸長動態。

藉助於Emtec Electronic GmbH的溼伸長率測量設備WSD分析機實施檢驗。為了檢測，將多個具有60mm×210mm尺寸的試驗條帶相對於材料幅的機器運轉方向呈直角地切下，將這些試驗條帶夾緊在設備為此目的而設置的保持部中並且通過試驗液體(在此為：水)潤溼並且以1N的拉力經過25秒的測驗時間。電子計算出的延伸率數值以百分比給出並且從沿著幅寬的三次測驗中算出平均值。

收縮率檢測(內部檢測方法)：試驗目的在於確定待檢測的材料樣本在加熱影響下的尺寸改變的動態。藉助於Emtec Electronic GmbH的HSA收縮分析儀實施檢驗。為此，橫向於材料幅的機器運轉方向而衝壓出具有60mm×250mm的尺寸的試樣條帶。將試樣條帶兩面置於以水填充的潤溼託盤上。每一面的作用時間為5秒。潤溼的試樣條帶以其中一個末端夾入到設備為此而設置的夾具內，以另一末端夾入到第二夾具中並且負荷有200g的拉力重量。將試樣條帶下降到加熱到210℃的盤子上並且記錄下在2分鐘後以長度變化形式的收縮率。

電子計算出的收縮率值以百分比給出並從沿著幅寬度的三次試驗算出平均值。

印刷適性：將多頁實施例幅材和對比例幅材以凹版印刷法印刷。為此，使用到了英國RK PrintCoat Instruments有限公司的「Printing Proofer(印刷打樣機)」。所使用的凹印版在150行/英寸的印刷密度下具有51μm(用於100％的光學列印密度)至5.1μm(用於10％的光學列印密度)範圍內的不同的槽深度。作為印刷油墨使用到了瑞士Arcolor AG的基於水的凹版印刷油墨7006/10。在光密度、未印面的可見部分以及缺失的轉載的印刷點(「missing dots」)方面以分數1(非常優秀的印刷質量)至分數5(差的印刷質量)視覺上來評價所得到的印刷圖像。

實驗結果在表1中總結：

表1

檢驗結果表明，根據本發明的材料的溼伸長率以及收縮性能在根據本發明的複合纖維幅材的情況下能夠顯著得到改善，根據本發明的複合纖維幅材的溼伸長率甚至小於通過所使用的檢驗方法最小可檢測出的數值。根據本發明的複合纖維幅材的印刷適性處於良好至出色的區間內。