BR0001377B1 - base de papel para decoração e papel para decoração ou pelìcula para decoração contendo a mesma. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "BASE DEPAPEL PARA DECORAÇÃO E PAPEL PARA DECORAÇÃO OU PELÍCU-LA PARA DECORAÇÃO CONTENDO A MESMA".

A invenção refere-se a uma base de papel para decoração, e pelícu-Ias para decoração ou plásticos laminados para decoração feitos com o seu uso.

Os materiais para revestimentos decorativos, os chamados basede papel para decoração ou películas para decoração, são usados de prefe-rência para aplicar revestimentos de superfície durante a fabricação de mo-bília e trabalho de acabamento de interior. As películas de decoração com-preendem trama de papel impregnada com resina artificial ou impregnadacom resina artificial e com a superfície tratada, impressa ou não-impressa.

As películas de decoração são coladas ou ligadas a uma placa.

Dependendo do tipo de procedimento de impregnação, uma dis-tinção é feita entre películas de decoração com núcleo de papel completa-mente impregnado e películas de decoração à base de "prepreg", onde opapel é apenas parcialmente impregnado em linha na máquina de papel. Osplásticos laminados (laminados de alta pressão) são laminados feitos atra-vés de moldagem por pressão de vários papéis impregnados laminados umem cima do outro. A estrutura desses plásticos laminados consiste em geralem uma sobrecamada transparente, que produz a maior resistência de su-perfície, um papel para decoração impregnado com resina artificial e um pa-pel kraft revestido com resina fenólica. Madeira dura, pedaço de madeira ecompensado estão entre os materiais usados como o substrato.

Nos laminados fabricados de acordo com o procedimento de ci-cio curto (laminados de baixa pressão), o papel para decoração impregnadocom resina artificial é diretamente moldado através de pressão com umsubstrato, por exemplo, uma placa de fundo, em baixa pressão.

O papel para decoração usado nos materiais de revestimentoacima é branco ou colorido, e empregado com e sem impressão adicional.

Exigências especiais são postas em tais bases de papel paradecoração como os materiais de partida para fabricação do materiais de re-vestimento acima, tal como alta opacidade para melhor a cobertura dosubstrato, formação e gramatura (grammature) uniformes da folha para as-segurar que a resina vá aderir, alta resistência à luz, alta pureza e uniformi-dade da cor para assegurar boa reprodutibilidade do padrão a ser impresso,alta resistência à água para assegurar um processo de impregnação isentode problema, absorbância correspondente para se conseguir o grau neces-sário de saturação da resina, resistência à secagem durante o processo denovo enrolamento na máquina de papel e impressão na máquina de impri-mir.

As bases de papel para decoração consistem em geral em polpade sulfato de alta brancura, principalmente de polpa de madeira dura, até45% de pigmentos e cargas, bem como agentes de resistência a úmido,agentes de retenção e agentes de fixação. As bases de papel de decoraçãosão distinguidas do papel convencional pela porcentagem muito maior decarga, e a falta de uma goma interna ou na superfície comum para papelusando os agentes de engomar conhecidos tal como alquilcetanodímeros.

A opacidade está dentre as propriedades mais importantes dabase de papel para decoração. Ela caracteriza a capacidade de coberturacom relação ao substrato. Para assegurar opacidade suficiente, grandesquantidades de cargas são adicionadas ao material fibroso. Para se conse-guir boa retenção da carga na folha, vários agentes de retenção são adicio-nados à polpa de papel. Por outro lado, as características de resistência ede impregnação do papel deterioram conforme a porcentagem do pigmentoe cargas aumenta.

No entanto, a resistência da base de papel de decoração, emparticular a resistência à secagem, é importante para o processamento con-tínuo, durante o transporte através da máquina de impressão, ou no proces-so de novo enrolamento na máquina de papel.

Quando se usa sistemas de resina solúveis em água para im-pregnar papéis para decoração, a resistência de tensão à umidade é degrande importância. A resistência de tensão à umidade é definida como acapacidade de carga mecânica em um estado úmido. Ela é normalmente in-fluenciada durante a fabricação do papel adicionando-se agentes de resis-tência à umidade.

Uma vez que é difícil se satisfazer todas as exigências postasàs bases de papel para decoração ao mesmo tempo, as bases para papelpara decoração conhecidas precisam ainda ser melhoradas. Isto se aplicaem particular com relação às propriedades de opacidade e resistência dabase de papel.

Dessa maneira, o objetivo da invenção é prover uma base depapel para decoração com uma resistência mecânica, alta opacidade e ab-sorbância suficiente (capacidade de impregnação).

Este objetivo é alcançado usando-se uma base de papel paradecoração compreendida de uma polpa de papel consistindo em fibras depolpa e carga, junto com auxiliares convencionais, onde as fibras da polpaconsistem em uma mistura de polpa não-modificada e cationicamente modi-ficada.

Uma resistência à secagem melhorada foi surpreendentementeverificada, mesmo sem nenhum agente de resistência à secagem ter sidoadicionado à suspensão de papel. A adição da polpa cationicamente modifi-cada não diminui outras propriedades importantes da base de papel paradecoração, tal como capacidade de impregnação ou opacidade.

As polpas cationicamente modificadas incluem aquelas conhe-cidas da DAS PAPIER, expedida em 12 (1980), pp. 575-579. Seu uso nasbases de papel para decoração e a alta resistência conseguida como re-sultado não podem ser compilados da técnica anterior.

A mistura de polpa contém de preferência uma porcentagem dasfibras de polpa cationicamente modificada de pelo menos 5% em peso comrelação ao peso da mistura de polpa. Uma porcentagem de 10 a 50% empeso, em particular 10 a 20% em peso, da polpa cationicamente modificadana mistura de polpa provou ser especialmente vantajosa.

Em uma modalidade especial da invenção, a polpa cationica-mente modificada contida na polpa de papel exibe uma carga catiônica efi-caz de 20 a 300 mmol/kg de polpa, determinada de acordo com método in-terno 4 da Darmstadt Technical University. As fibras de polpa com uma Den-sidade de carga de 30 a 200 mmol/kg, em particular 30 a 100 mmol/kg, sãopreferidas. O termo "carga catiônica eficaz" é entendido como uma densida-de de carga que foi realçada da densidade de carga da polpa não-cationizada. A densidade de carga da polpa depende da quantidade de a-gente catiônico a ser usado. A quantidade de agente de cationização podeser medida de 0,005 a 200 g/l kg de polpa.

As fibras de polpa podem ser cationicamente modificadas atra-vés da reação das fibras com epicloroidrina e uma amina terciária, ou atra-vés da reação com cloretos de amônio quaternário, tal como cloreto de clo-roidroxipropiltrimetii amônio ou cloreto de glicidiltrimetil amônio.

Em adição, as fibras de polpa podem ser cationizadas atravésda ligação radical de monômeros carregados, por exemplo cloreto de [2-(metacriloilóxi)etil]trimetil-amônio (TMAEMA) com comonômeros neutros talcomo acrilamida.

Em uma modalidade preferida da invenção, é feito uso de fibrasde polpa que são cationicamente modificadas através de uma reação de a-dição entre compostos de amônio quaternário que exibem grupos glicidilafuncionais e grupos hidroxila da polpa.

A polpa não-modificada e a polpa cationicamente modificadasão de preferência polpas de fibra curta com um comprimento médio de fi-bra de 0,5 a 0,7 mm, mas polpas de fibra longa ou misturas de ambos tiposde polpa podem ser também usadas. Polpas de fibra curta incluem polpasde madeira dura de álamo tremedor (aspen), faia e eucalipto, com o eucalip-to sendo preferido. A polpa tem de preferência um valor de abertura de 30 a450SR.

As cargas adequadas incluem dióxido de titânio, em particulardo tipo rutílio, sulfeto de zinco, carbonato de cálcio, caulim, talco ou suasmisturas. Um dióxido de titânio do tipo rutílio tratado na superfície comAI2O3 é particularmente preferido. A porcentagem de carga no papel dedecoração pode ser medida até 55% em peso, especialmente 20 a 45%em peso.Os agentes de resistência à umidade incluem resinas de mela-mina/formaldeído, derivados de poliamina ou derivados de poliamida emquantidades de 0,3 a 2% em peso com relação ao peso da polpa.

A base de papel para decoração pode conter substâncias adi-cionais tal como pigmentos orgânicos e orgânicos coloridos, corantes, abri-Ihantadores ópticos e dispersantes, que são adicionados durante a fabrica-ção da base de papel para decoração da suspensão de papel.

As bases de papel para decoração de acordo com a invençãosão fabricadas de uma maneira conhecida na máquina de papel em um fai-xa de peso de 50 a 200 g/m2. Para esta finalidade, a mistura de polpa con-sistindo em polpa cationicamente modificada e polpa não-modificada é refi-nada para um valor de abertura de 30 a 45 0SR em uma consistência de 2 a4% em peso. A carga e o agente de resistência à umidade são adicionadosa um tubo de misturação, e misturados com a mistura da polpa. A matériaespessa obtida desta maneira é diluída para uma consistência de cerca de1% e, se necessário, combinada com auxiliares adicionais tal como agentesde retenção, desespumantes, sulfato de alumínio e, possivelmente, agentesde resistência à umidade. Esta matéria fina é levada para a seção de tramaatravés do cabeçote da máquina de papel. Uma trama fibrosa é formada e abase de papel para decoração é obtida após a retirada da água e então se-cagem.

A fim de se fabricar papéis para decoração, as bases para papelde decoração são impregnadas ou saturadas com as dispersões de resinaartificiais comumente usadas para este propósito. As dispersões de resinaartificiais comumente usadas para este propósito incluem aquelas à base depoliacril ou poliacrilmetil ésteres, acetato de polivinila, cloreto de polivinila ousoluções de resina artificiais à base de pré-condensados de fe-nol/formaldeído, uréia/formaldeído ou melamina/formaldeído ou suas mistu-ras compatíveis.

A impregnação pode também acontecer na prensa de tamanhoda máquina de papel. A base de papel para decoração pode ser tambémimpregnada de uma maneira tal que o papel não seja completamente im-pregnando. Tais papéis para decoração são também referidos como pré-impregnados. Neste caso, a porcentagem da resina introduzida no papel pa-ra decoração através de impregnação tem como medida de 25 a 30% empeso com relação ao peso do papel.

Após secagem, o papel saturado pode ser também envernizadoe impresso, e subseqüentemente aplicado a um substrato, tal como umaplaca de madeira. Os produtos envernizados e, se necessário, impressossão geralmente referidos como películas de decoração.

A invenção será descrita em mais detalhes nos exemplos queseguem. A informação da porcentagem em peso se refere ao peso da pol-pa, a menos que de outro modo indicado.

Exemplo 1

Uma mistura de polpa consistindo em 16,7% em peso de uma pol-pa de eucalipto modificada através de cloreto de glicidil trimetil-amônio (Quab®151) com uma densidade de carga de 34,8 mmol/kg e 83,3% em peso de umapolpa de eucalipto padrão com um comprimento de fibra médio de 0,7 mm foirefinada em uma consistência de 3% para um valor de abertura de 33 0SR.100% em peso de TiO2 (rutílio, d=3,9 g/m3), com base no peso das fibras, e 2%em peso de resina de poliamida/poliamina-epicloroidrina, com base no pesodas fibras, foram então adicionados à suspensão de polpa, e uma base de pa-pel com um G.S.M. de 97 g/m2 foi fabricada a partir dela.

Exemplo 2

Uma mistura de polpa consistindo em 50% em peso de uma pol-pa de eucalipto modificada através de cloreto de glicidil trimetil-amônio comuma densidade de carga de 34,8 mmol/kg e 50% em peso de uma polpa deeucalipto padrão foi refinada em uma consistência de 3% para um valor deabertura de 33 0SR. As outras substâncias especificadas no Exemplo 1 fo-ram então adicionados à suspensão de polpa, e uma base de papel com umG.S.M. de 95 g/m2 foi fabricada a partir dela.

Exemplo 3

Uma mistura de polpa consistindo em 16,7% em peso de umapolpa de eucalipto modificada através de cloreto de glicidil trimetil-amônio(Quab® 151) com uma densidade de carga de 65,5 mmol/kg e 83,3% eipeso de uma polpa de eucalipto padrão foi refinada em uma consistência d3% para um valor de abertura de 38 0SR. As outras substâncias especificedas no Exemplo 1 foram então adicionados à suspensão de polpa, e umabase de papel com um G.S.M. de 95 g/m2 foi fabricada a partir dela.

Exemplo 4

Uma mistura de polpa consistindo em 16% em peso de umapolpa de eucalipto modificada através de cloreto de 3-cloro-2-hidroxipropildimetildodecil amônio (Quab® 342) com uma densidade de car-ga de 56,5 mmol/kg e 84% em peso de uma polpa de eucalipto padrão foirefinada em uma consistência de 3% para um valor de abertura de 39 0SR.

As outras substâncias especificadas no Exemplo 1 foram então adicionadosà suspensão de polpa, e uma base de papel com um G.S.M. de 95 g/m2 foifabricada a partir dela.

Exemplo 5

Uma mistura de polpa consistindo em 16,7% em peso de umapolpa de eucalipto modificada através de cloreto de 2-(metacriloilóxi)etiltrimetil amônio e acrilamida com uma densidade de cargade 153,7 mmol/kg e 83,3% em peso de uma polpa de eucalipto padrão foirefinada de acordo com o Exemplo 1 e processada em uma base de papelcom um G.S.M. de 96 g/m2 com as mesmas substâncias (agente de pig-mentação e de resistência à umidade).

Exemplo de Comparação

As substâncias foram adicionadas a uma suspensão de polpaconsistindo em 100% em peso de polpa de eucalipto padrão com uma con-sistência de 3% e um valor de abertura de fibra de polpa de 36 0SR de acor-do com o Exemplo 1, e uma base de papel com um G.S.M. de 94 g/m2 foifabricada a partir dela.

Teste de Bases de Papel para Decoração Obtidos de Acordo com os Exem-pios e Exemplo de Comparação

Os procedimentos de teste que seguem foram usados para ava-liar as bases de papel para decoração acabadas:Medição da Carga Catiônica na Polpa

A determinação acontece de acordo com o método interno 4 naDarmstadt Technical University. O método de medição desenvolvido para adeterminação dos grupos catiônicos nas polpas é um procedimento colori-métrico. O método colorimétrico emprega íons de corante do corante de me-tila laranja para neutralizar as cargas nas e sobre as fibras. A solução ficasem íons de corante no processo. Esta diminuição na concentração é detec-tada em um espectrômetro de UV. A quantidade de metila laranja absorvidapelos grupos catiônicos é calculada a partir da diferença entre a quantidadede metila laranja colorimetricamente determinada na amostra escurecida eaquela determinada na amostra residual. O teor de grupos catiônicos é indi-cado em mmol/kg da polpa.

Absorção da Resina Í%1

O propósito deste teste é avaliar a habilidade de um papel dedecoração em absorver uma resina de melamina. Para esta finalidade, duastiras de teste (15 x 100 mm) foram mergulhadas em uma resina de melami-na PM 550, o papel "mata-borrão" é posto entre as duas tiras sob uma su-perfície plana, carregado com um peso de contato por 15 s e então pesadonovamente. A absorção da resina é calculada em % da quantidade pesada.

Opacidade

A opacidade é uma medida da permeabilidade de luz do papel.Ela foi medida em tiras de papel de teste de 8 x 8 cm usando o colorímetroElrepho 2000.

Resistência de Tensão à Secagem

Este teste é usado para determinar a resistência de tensão e acapacidade de extensão das bases de papel. Ele é realizado usando-se tirasde papel de 15 x 200 mm em um aparelho de teste de tensão feito pela Lo-rentzen & Wettre de acordo com a DIN 53112. Os valores são dados em N.Quanto maior o valor numérico, melhor é a resistência à secagem.

Resistência de Tensão à Umidade

Este teste é realizado para avaliar a resistência de tensão à u-midade das bases de papel. Para esta finalidade, tiras de teste de 15 mm delargura foram imersas em água destilada por 5 minutos. As tiras úmidas fo-ram então testadas quanto à resistência à umidade em uma máquina de tes-te de tensão. Os valores medidos são dados em N. Quanto menor o valornumérico, mais pobre é a tensão à umidade.

Teor de Cinza

1 g de papel na forma de uma tira é condicionado por pelo me-nos 30 min. a 23°C/50% de umidade relativa, e então introduzido em um in-cinerador e reduzido a cinzas. A cinza é transferida para um cadinho de por-celana e pesada. A cinza em % resulta da quantidade pesada em g x 100. Oteor de cinza pode ser convertido em g/m2.

A Tabela 1 resume os resultados dos testes.

TABELA 1

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Os resultados mostram que a resistência à secagem das basesde papel para decoração é melhorada com o uso de polpas cationicamentemodificadas, onde o uso adicional de agentes de resistência à secagem édesnecessário. A capacidade de impregnação e a opacidade das bases depapel para decoração de acordo com a invenção são muito boas. Até mes-mo uma retenção melhorada da carga empregada pôde ser observada.A resistência à umidade menor observada em vários testes pode ser trazidapara o nível desejado através do aumento da porcentagem do agente de re-sistência à umidade, ou através da adição de substâncias aniônicas.

Claims (8)

1. Base de papel para decoração formada por polpa de papelcontendo fibras de polpa e carga, caracterizada pelo fato de que a polpa depapel contém uma mistura de polpa compreendida de uma polpa não-modificada e uma cationicamente modificada em que a polpa cationicamen-te modificada exibe uma carga catiônica eficaz de 20 a 300 mmol/kg e emque a porção da polpa cationicamente modificada na mistura de polpa medepelo menos 5% em peso.

2. Base de papel para decoração de acordo com a reivindica-çãol, caracterizada pelo fato de que as fibras da polpa são modificadas comcompostos de amônio quaternário com função glicidila.

3. Base de papel para decoração de acordo com qualquer umadas reivindicações 1 a 2, caracterizada pelo fato de que a polpa cationica-mente modificada é uma polpa de fibra curta.

4. Base de papel para decoração de acordo com qualquer umadas reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a polpa de papelcontém agentes de resistência à umidade em uma quantidade de 0,3 a 2%em peso com relação à polpa.

5. Base de papel para decoração de acordo com qualquer umadas reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a carga é dióxido detitânio, carbonato de cálcio, caulim, talco ou uma mistura dos mesmos.

6. Base de papel para decoração de acordo com a reivindicação-5, caracterizada pelo fato de que as polpas de fibra curta são selecionadas apartir de polpas de madeira dura de álamo tremedor (aspen), de faia e deeucalipto.

7. Base de papel para decoração de acordo com a reivindicação-6, caracterizada pelo fato de que as polpas de fibra curta são polpas de eu-calipto.

8. Papel para decoração ou película para decoração, caracteri-zada pelo fato de que contem uma base de papel para decoração como de-finida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.