通過噴墨工藝可印刷、可壓制的裝飾紙浸漬體的製作方法

2023-05-14 22:28:06 5

專利名稱：通過噴墨工藝可印刷、可壓制的裝飾紙浸漬體的製作方法
通過噴墨工藝可印刷、可壓制的裝飾紙浸漬體本發明涉及裝飾紙-浸漬體，其被可熱固化的浸漬樹脂浸漬並可藉助噴墨-工藝 印刷，其中，經浸漬的裝飾紙在印刷之後可與木製材料一起直接壓製成層合體。裝飾紙對於製備裝飾性層合體是必需的，其作為構造材料在家具製造和內部裝 修中得到應用。在裝飾性層合體中，主要涉及所謂的高壓層合體(HPL)和低壓層合體 (LPL)。為了製備高壓層合體，將未印刷或印刷狀態下的裝飾紙用樹脂浸漬，並與一層或多 層在酚醛樹脂中浸漬過的牛皮紙張(芯紙)一起在層壓機中在約110-170°C的溫度以及 5.5-llMPa的壓力下進行壓制。隨後將如此獲得的層壓材料(HPL)與基材(如HDF或刨花 板)膠合或者粘合。低壓層合體以如下方式製備將未印刷或印刷的並且用樹脂浸漬的裝 飾紙在160至200°C的溫度以及1. 25-3. 5MPa的壓力下直接與基板一起進行壓制。材料表面的精加工可以是視覺性質(通過相應的著色)方面的和/或物理特性 (通過塗覆具有相應的功能和結構的板材表面)方面的。可以在具有或沒有印刷圖案的情 況下對裝飾紙進行加工。為此，通常一步或多步地採用合成樹脂對印刷或非印刷的裝飾紙 進行浸漬，隨後乾燥，在該過程中樹脂還保持反應性，然後與基材不可逆地熱壓成片材或卷 材商品。在壓制時，樹脂固化。通過該固化，不僅複合體形成板材，而且紙也完全以化學-物 理方式被密封。印刷圖案的施加通常以凹版印刷工藝進行。尤其在製備市場流行的印刷圖案時， 這種印刷技術具有在高機器速度下印刷大量紙張的優點。但是，凹版印刷工藝對於較少的量被認為是不划算的，並且在複雜圖案的情況下 被認為在印刷質量方面是不足的。從滿足靈活性和質量要求的印刷技術出發，噴墨工藝變
得日益重要。為了使裝飾紙可通過噴墨印刷，它們都塗覆有一種或多種用於吸收噴墨和固定顏 料的功能層。在DE 199 16 546 Al中描述了這種可通過噴墨工藝印刷的裝飾紙。也可以在印刷之後用熱固性樹脂對可噴墨印刷的裝飾紙進行浸漬，隨後對其進行 熱壓。因為所述紙通常印刷成直至幾延米，例如3. 5米長的紙張，經常不能在浸漬設備中浸 漬。在這種情況下，將紙張在高度樹脂化的紙間壓制。在壓制過程中，樹脂滲入裝飾紙中並 固化。結果產生高質量的層合體。但是，與浸漬設備相比，這種方法不能保證將裝飾紙均勻 地浸透。因此，在該方法中，不能實現紙的完全密封。在樹脂化紙之間壓制裝飾紙的情況下有利的是，只有印刷過的裝飾紙被壓制。如 果將裝飾紙壓製成卷材，並隨後浸漬，那麼會產生材料損耗，該材料損耗由在設備、印刷通 道和切割通道以及工藝調節設備中運行而引起。因此損失了高價值的材料。本發明的目的在於提供裝飾紙，該裝飾紙沒有上述缺點。該目的可以通過裝飾紙_浸漬體實現，該裝飾紙_浸漬體包含經浸漬的原紙(裝 飾性原紙)和油墨吸收層，其中，該原紙含有原紙單位面積重量的40-250重量％的浸漬樹 脂，該裝飾紙-浸漬體在乾燥後具有至少3. 5%的殘餘水分和超過0. 4%的流體份(Fluss)， 在180巴的壓力和143士2°C的溫度下測定。在本發明的一個優選的具體實施方式

中，浸漬樹脂的量為原紙單位面積重量的80-125% ο乾燥後裝飾紙的殘餘水分優選為5-8. 5%。如果首先透芯浸漬裝飾性原紙，預乾燥，之後才在塗覆工藝中塗覆一層或多層油 墨吸收層並乾燥，則會尤其實現本發明的效果。在此要注意的是，在經透芯浸漬的原紙預幹 燥以及成品裝飾紙_浸漬體乾燥之後，該浸漬樹脂未完全固化，因此保持具有反應性。術語「未完全固化」在本發明中的意思是，浸漬樹脂具有最高65%，優選最高30% 的交聯度。確定交聯度的方法在下文中詳細描述。本發明裝飾紙_浸漬體的製備方法的特徵在於以下步驟(a)製備單位面積重量為30_200g/m2的裝飾性原紙，(b)以原紙單位面積重量的40-250重量％的量用浸漬樹脂對所述裝飾性原紙進 行透芯浸漬，(c)對經透芯浸漬的紙進行預乾燥，其中乾燥溫度如此設定，使得所述紙具有 9-20%的水分，所述樹脂未完全固化，因此還具有反應性，(d)將經預乾燥的紙塗覆以至少一個顏料接受層，(e)對設有至少一個顏料接受層的、經透芯浸漬的裝飾紙進行乾燥直至殘餘水分 為3. 5-8. 5%，其中，所述樹脂最高交聯至交聯度為30%並因此還具有反應性，製得的經幹 燥的裝飾紙-浸漬體具有超過0. 4%的流體份，在180巴的壓力和143士2°C的溫度下測定。藉助於常規施加設備(Auftragsaggregate)，可以脫機在標準浸漬設備中或者聯 機在造紙機內進行透芯浸漬。在本發明的另一個具體實施方式

中，也可以將顏料接受層不經過預乾燥施加到透 芯浸漬紙上。在本發明的另一個具體實施方式

中，也可以將顏料接受層施加到多重浸漬的樹脂 化的紙(常規的裝飾紙_浸漬體)上。在本發明的一個特別的具體實施方式

中，裝飾紙-浸漬體在140°C的溫度和25巴 的壓力下，具有2-3分鐘的反應性。以該方式製得的裝飾紙-浸漬體可以在設備中捲起或分割成紙張。隨後可以將裝 飾紙採用很大程度上不同的噴墨印刷工藝以高質量印刷。在印刷後，紙可以在層壓機中熱 壓到木質板上或熱壓成層合體。為此，不再需要樹脂化的紙(襯底)作為複合層或另一個 粘附層。但如果期望的話，可以額外地使用樹脂化的下層。在壓制前可以施加樹脂化的上 層作為保護層。但也可以首先將該經印刷的產品用清漆密封。根據本發明可使用的裝飾性原紙是既沒有進行本體施膠也沒有進行表面施膠的 那些。它們主要由紙漿、顏料和填料以及常規添加劑組成。常規添加劑可為溼強度劑、助留 劑和固著劑。裝飾性原紙與常規紙的區別在於高得多的填料含量或顏料含量以及缺少在紙 中常有的本體施膠或表面施膠。為了製備裝飾紙可以使用軟木紙漿、硬木紙漿或這兩種類型的紙漿的混合物。優 選使用100%的硬木紙漿。但也可以使用由軟木紙漿/硬木紙漿以5 95-50 50，優選 10 90-30 70的比例組成的混合物。原紙可以在長網(Fourdrinier)造紙機或單烘缸 (Yankee)造紙機上生產。為此，可以將紙漿混合物在2_5重量％的漿料稠度下研磨至最高 至10-45° SR的打漿程度。在混合桶中，可以以在製備裝飾紙時常規的量加入填料和/或
4顏料、著色顏料和/或染料以及溼強度劑如聚醯胺/聚胺-表氯醇樹脂、陽離子聚丙烯酸 酯、改性的三聚氰胺_甲醛樹脂或陽離子澱粉，並與紙漿混合物充分混合。以紙漿的重量計，可以添加最高量為55重量％，優選10-45重量％的填料和/或 顏料。合適的顏料和填料是例如二氧化鈦、滑石、硫化鋅、高嶺土、氧化鋁、碳酸鈣、剛玉、矽 酸鋁和矽酸鎂或它們的混合物。可以將在混合桶中產生的稠漿料稀釋到約的漿料稠度。只要需要，可以添加其 它助劑如助留劑、消泡劑、染料和其它上文提到的助劑或它們的混合物。將此稀漿料通過造 紙機的網前箱引導到網部。形成纖維網，在脫水後獲得原紙，隨後還對該原紙進行乾燥。所 獲得的紙的單位面積重量可以為30-200g/m2。取決於應用和質量要求，本發明使用的裝飾性原紙可提供如下性能光滑，即根據Bekk的光滑度大於80s，不光滑，光滑度小於80s，採用 Yankeezylinder或壓光機使其光滑，採用或不採用合成樹脂預浸漬，很透氣(Gurley值低於20s/hml)或緊密(Gurley值超過20s/hml)或甚至在預浸 漬體的情況下極端緊密，Gurley值超過200s/hml。根據本發明的裝飾紙可以著色。為了著色可以使用無機著色顏料如金屬氧化物、 金屬氫氧化物、金屬氧化物水合物、金屬硫化物、金屬硫酸鹽、金屬鉻酸鹽、金屬鉬酸鹽或它 們的混合物，以及有機著色顏料和/或染料如羰基著色劑(例如醌、喹吖啶酮)、花青著色 劑、偶氮著色劑、甲亞胺和次甲基、酞菁和二噁嗪。尤其優選的是由無機著色劑和有機著色 劑或染料組成的混合物。著色顏料(混合)或染料(混合)的量根據物料的種類可以是紙 漿質量的0. 0001-5重量％。對於油墨吸收層可以使用所有已知的吸收層。這裡主要涉及親水塗層，其包括水 溶性或可水分散的聚合物。該油墨吸收層可以額外含有填料、顏料、染料固定物質如聚季銨鹽，以及其它在這 樣的層中通常所使用的助劑。合適的聚季銨鹽是聚二烯丙基二甲基氯化銨。在本發明優選的具體實施方式

中，該油墨吸收層含有用量比例為10 90-90 10 的顏料和粘結劑。油墨吸收層中顏料的量優選為5-80重量％，但特別優選10-60重量％， 以該層的乾重計。該顏料可以是任意在噴墨記錄材料中常用的顏料，但尤其是氧化鋁、氫氧化鋁、勃 姆石和二氧化矽(如沉積的或熱解產生的二氧化矽)。所述粘結劑可以是水溶性和/或可水分散的聚合物，例如聚乙烯醇、聚乙烯基吡 咯烷酮、聚乙烯乙酸酯、澱粉、明膠、羧甲基纖維素、乙烯/乙烯乙酸酯、苯乙烯/丙烯酸酯共 聚物或它們的混合物。作為聚乙烯醇例如可以使用皂化度為88-99%的這些。在本發明特別的具體實施方式

中，可以將油墨吸收層著色。可以採用相同的著色 顏料和/或染料進行著色，也可以用它們對原紙進行著色。在油墨吸收層中，著色顏料和/ 或染料的量(濃度)優選為45-75%，以乾燥的油墨吸收層計，尤其為原紙中的著色顏料和 /或染料量的45-65%，以紙漿(絕對乾燥)計。油墨吸收層的施加重量可以為2-25g/m2，尤 其是3-20g/m2，但優選為4-15g/m2。油墨吸收層可以採用常規的施加工藝例如輥塗工藝、狹 縫噴嘴塗覆工藝、凹塗工藝或Mpp工藝、幕塗、噴槍計量添加、或輥刀計量添加進行施加。合適的浸漬樹脂是本領域通常使用的浸漬樹脂，特別是三聚氰胺_甲醛樹脂、脲
5醛樹脂、酚醛樹脂、聚丙烯酸酯、丙烯酸酯_苯乙烯_共聚物及它們的混合物。特別合適的 是所謂的「慢」浸漬樹脂，其具有超過4. 5分鐘的濁化時間。濁化時間是這樣一種時間，在 該時間內，樹脂在100°C溫度時顯示首次濁化，這標誌著聚合反應開始。以裝飾性原紙單位面積重量的40-250重量％，優選80-125重量％的量使用浸漬 樹脂。
實施例實施例1以如下方式製備紙漿懸浮液使由80重量％桉樹紙漿和20重量％松樹_硫酸鹽 紙漿組成的紙漿混合物在5%的漿料稠度下研磨至直至33° SR的打漿程度。然後添加1. 8 重量％表氯醇樹脂作為溼強度劑。將所述紙漿懸浮液用硫酸鋁調節至PH值為6. 5-7。之 後向紙漿懸浮液中添加由40重量％的二氧化鈦和5重量％的滑石、0. 11重量％的助留劑 和0. 03重量％的消泡劑組成的混合物，製得單位面積重量為81g/m2和灰分含量為約32重 量％的裝飾原紙。重量數據以紙漿計。下一步製備用於顏料接受層的具有如下組成的塗料水80重量％勃姆石10重量％聚乙烯醇5重量％聚乙烯乙酸酯 4重量％聚季銨鹽1重量％在常規的裝飾紙_浸漬設備的第一階段中，用「慢」樹脂對所製備的裝飾性原紙施 加，在滲透階段後進行浸沒，然後僅適度壓出，以使少量樹脂膜保留在紙表面。使用固體含 量為51%和濁化時間為4. 5分鐘的純三聚氰胺_甲醛樹脂作為樹脂。然後將透芯浸漬的紙乾燥到水分最高為12%。浸漬後紙的單位面積重量是139g/
2
m ο隨後，將經預乾燥的透芯浸漬紙用上文詳細描述的噴墨顏料接受層以6g/m2的施 加重量進行塗覆，並乾燥到最終水分最高為6. 3%。所述經乾燥的裝飾紙-浸漬體具有140g/m2的單位面積重量和133 μ m的厚度。在乾燥的裝飾紙-浸漬體中浸漬樹脂的反應性為2. 5分鐘。交聯度為29%。本發明裝飾紙-浸漬體的流體份為1.2%。將根據實施例1製備的裝飾紙-浸漬體在噴墨印表機(具有著色油墨的HP2500) 中列印並分割成DIN A4-紙張。將這些紙張置於刨花板上，用覆蓋膜(單位面積重量為35g/ m2的紙，該紙被樹脂化到116g/m2)覆蓋並熱壓。壓制在140°C的溫度為和25巴的壓力下進 行。實施例2將由100重量％桉樹紙漿組成的紙漿懸浮液在5%的漿料稠度下研磨直到33° SR 的打漿程度。隨後添加1.8重量％的表氯醇樹脂作為溼強度劑。將所述紙漿懸浮液用硫酸 鋁調節到PH值為6. 5-7。之後向紙漿懸浮液中添加由36重量％二氧化鈦和5重量％滑石、 0. 11重量％助留劑和0. 03重量％消泡劑組成的混合物，由此製得單位面積重量為80g/m2和灰分含量為約30重量％的原紙。重量數據以紙漿計。在第一階段在常規的裝飾紙_浸漬設備中用「慢」樹脂對所製備的裝飾性原紙進 行施加，在滲透階段後進行浸沒，然後僅適度壓出(如實施例1那樣)。該樹脂是具有固體 含量為51%和濁化時間為5. 5分鐘的純三聚氰胺-甲醛樹脂。將透芯浸漬的紙乾燥到水分 最高為13%。浸漬後紙的單位面積重量是162g/m2。然後將經預乾燥的透芯浸漬紙用上文詳細描述的噴墨顏料接受層以7g/m2的施加 重量進行塗覆，並乾燥到最終水分最高為6. 5%。所述經乾燥的裝飾紙-浸漬體具有160g/m2的單位面積重量和149 μ m的厚度。 在乾燥的裝飾紙-浸漬體中浸漬樹脂的反應性為3. 5分鐘。交聯度為26%。本發明裝飾 紙-浸漬體的流體份為1.5%。將根據實施例2製備的裝飾紙在噴墨印表機(具有著色油墨的HP2500)中列印 並分割成DIN A4-紙。將該紙置於刨花板上，用如實施例1的覆蓋膜覆蓋並熱壓。壓制在 140°C的溫度和25巴的壓力下進行。藉助於本發明的裝飾紙製備的層壓板具有高質量三聚氰胺塗層的特性。它具有密 封表面的特點，在水蒸氣測試中，其不起泡也不褪色。所述表面對根據標準EN 438的化學 品對層壓板的作用也具有抗性。此外，如下優點與根據本發明的方式相關-即使只有幾延米的小的筋長度也可以完全徹底浸漬。通常在工業合成樹脂浸 漬中需要至少一個完全浸漬設備長度作為起始，用於設備的移入和控制，這在數量上是 50-100 米。-因為根據本發明的裝飾紙的印刷在紙筋的透芯浸漬之後才進行，昂貴且敏感的 印刷不會受到浸漬工藝的威脅。-根據本發明的紙製品在採用水性印刷油墨印刷時較低程度地由於溶脹而呈波浪 形，因為紙的結構已通過樹脂得到穩定化。-在兩張樹脂化的紙之間的常規壓制中，配備浸漬紙的壓機由於剛性比配備非浸 漬原紙的壓機更簡單。_與隨後的浸漬相比，省略了加工步驟，這產生明顯的成本優勢。-層壓品製造商可以單獨印刷每種所需量的裝飾紙，而不必擁有自己的浸漬設備。 為此，可以在層合體壓機附近設置噴墨印刷設備。通過將印刷與浸漬分離，改善了該產品的 總體供應，優化了材料使用。使用的測試方法浸漬體流體份的測試通過確定經浸漬樹脂浸漬的裝飾紙(浸漬體)的樹脂的流動行為進行流體份測 試。為此，由浸漬體樣品衝裁出直徑為4cm的5個片材。將這些片材在鋁箔間擠壓5分鐘 (精密壓機Wickert undS5hne，i20xi20cm，預壓力鉍巴Λ2秒，主壓力iso巴Λ2秒， 在143士2°C下)。在擠壓過程之後，將片狀層合體冷卻並稱重(初始重量)。在去除從片材 中流出的樹脂後(存在於壓製品側面的樹脂量)，再次將所述層合體稱重(最終重量)。以 原本片材層合體的重量計，初始重量和最終重量之差得出浸漬體的流體份。初始重量(g)-最終重量(g) 流體份(％) = -- χ 100
初始重量樹脂反應性所述反應性是在特定溫度下(例如140°C )所需的最低壓制時間，在該溫度下，表 面如此高度固化，以至於易於用水去除含有染料羅丹明B的雜質。樹脂的交聯度交聯度是室溫下浸沒在DMF (二甲基甲醯胺)中35分鐘後不能從試樣中溶解的浸 漬樹脂的量。浸漬體的殘餘水分為此，衝裁出環形試樣(F 40mm)，首先在23°C、50%室內溼度下調節並稱重。該稱 重的試樣在乾燥箱中在160°C下乾燥5分鐘。按以下公式計算殘餘水分
初始重量(勸-最終重量(I) 殘餘水分(% ) 念. —一.一—W—:——「一一--—.，.-—一— 一.
初始重量φ)樹脂的反應性測試用於確定經浸漬的裝飾紙的時效固化性。為此，衝裁出多個直徑為4cm的環狀試樣。然後將這些試樣置於鋁箔(厚度 0. 030mm)的光面之間，並將該包塊放置到加熱的壓機(Wiekert& SShne，壓制面積 120謹Χ120_，預壓力設置46巴12秒，主壓力設置12秒以後180巴，溫度設置140°C ) 的中間。啟動壓機，壓製程序開始進行。在5秒(開始)-120秒(結束)的步驟中，固化時 間規定是20-600秒。在壓製程序結束後，立即將試樣放在兩片板中冷卻以結束固化反應。在冷卻到5_65°C後，將試樣在95°C的溫度下浸入0. 025%的水性羅丹明B溶液中 3分鐘，然後浸入冷水15秒鐘。在用軟紙巾乾燥後，將試樣在越來越長的壓制時間後粘貼到 透明膜上。相對於對照試樣進行視覺上的評價。當試樣僅最低程度地著色，能夠經過較長 壓制時間而不再變化時，獲得反應性值。交聯度測試用於確定浸漬體的固化度。為此，衝裁出具有IOOcm2面積的試樣並稱重(相應於「提取前」的試樣重量)。隨 後，將試樣浸入N，N- 二甲基甲醯胺(DMF) (IOOcm2片材在IOOml中)。室溫下作用30-35分 鍾後將試樣取出，置於吸墨紙上，然後在乾燥箱中在120°C下乾燥90分鐘。在冷卻後稱重試 樣(相應於「提取後」的試樣重量)。評價溶解的份額(g)=初始重量(g)_最終重量(g)。溶解的份額(％ )=溶解的份額(g)/初始重量(g) X 100。交聯的份額(％ )=最終重量(g)/初始重量(g) X 100。
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初始重量(g)= 「提取前」的試樣重量(g)_原紙的單位面積質量(g/m2) X試樣面 積(cm2)/10. 000。最終重量(g)= 「提取後」的試樣重量(g)_原紙的單位面積質量(g/m2) X試樣面 積(cm2)/10. 000。
權利要求
用於裝飾性覆蓋材料的裝飾紙 浸漬體，其含有經浸漬的原紙和顏料接受層，其特徵在於，所述原紙以原紙單位面積重量的40 250重量％的量含有浸漬樹脂，該裝飾紙 浸漬體在乾燥後具有至少3.5重量％的殘餘水分和超過0.4％的流體份，在180巴壓力和143±2℃的溫度下測定。
2.根據權利要求1的裝飾紙-浸漬體，其特徵在於，所述浸漬樹脂以單位面積重量的 80-125 %的量含於所述原紙中。
3.根據權利要求1和2的裝飾紙-浸漬體，其特徵在於，所述浸漬樹脂是三聚氰胺_甲 醛樹脂、脲醛樹脂、丙烯酸酯樹脂或由這些樹脂組成的混合物。
4.根據權利要求1-3中至少一項的裝飾紙-浸漬體，其特徵在於，所述浸漬樹脂在裝飾 紙_浸漬體乾燥後還具有反應性。
5.根據權利要求1-4中至少一項的裝飾紙_浸漬體，其特徵在於，所述顏料接受層以 10 90-90 10用量比例含有顏料和粘結劑。
6.根據權利要求5的裝飾紙-浸漬體，其特徵在於，所述顏料接受層的粘結劑是水溶性 和/或可水分散的聚合物。
7.根據權利要求5的裝飾紙-浸漬體，其特徵在於，所述顏料是氧化鋁、氫氧化鋁、勃姆 石和/或二氧化矽。
8.根據權利要求1-7中至少一項的裝飾紙-浸漬體，其特徵在於，所述顏料接受層的施 加重量為2-25g/m2。
9.製備可壓制的裝飾紙-浸漬體的方法，其特徵在於，(a)以原紙單位面積重量的40-250重量％的量用浸漬樹脂對以30-200g/m2的單位面 積重量製造的裝飾性原紙進行透芯浸漬，(b)對經透芯浸漬的紙進行預乾燥，其中乾燥溫度如此設定，使得所述紙具有9-20% 的水分，所述樹脂僅部分濃縮並且不完全聚合，因此還具有反應性，(c)將經預乾燥的紙塗覆以至少一個顏料接受層，(d)對設有至少一個顏料接受層的、經透芯浸漬的裝飾紙(裝飾紙-浸漬體)進行乾燥 直至殘餘水分為3. 5-8. 5%，其中，所述樹脂最高交聯至交聯度為30%並因此還具有反應 性，經乾燥的裝飾紙-浸漬體具有超過0. 4%的流體份，在180巴的壓力和143士2°C的溫度 下測定。
10.根據權利要求9的方法，其特徵在於，所述浸漬樹脂是三聚氰胺-甲醛樹脂、脲醛樹 脂、丙烯酸酯樹脂或由這些樹脂組成的混合物。
11.根據權利要求9和10的方法，其特徵在於，所述顏料接受層的施加重量為2-25g/m2.
12.根據權利要求1-8中至少一項的裝飾紙-浸漬體的用途，用於製備所有類型的層壓 材料和層合體。
全文摘要
用於裝飾的塗層材料的、可直接壓製成層狀製品的裝飾紙-浸漬體，其用浸漬樹脂浸漬，並配有顏料接受層，在乾燥後，其具有至少3.5％的殘餘水分和超過0.4％的流體份。
文檔編號D21H27/26GK101925705SQ200880125529
公開日2010年12月22日 申請日期2008年12月17日 優先權日2007年12月17日
發明者R·梵德茨萬, S·施圖克 申請人:泰克諾賽爾裝飾兩合公司