CN111321627A - 装饰涂层材料的基纸 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种装饰涂层材料的基纸，该基纸具有内部未施胶的原纸以及在该原纸上的表面涂覆物，该表面涂覆物含有碱土金属盐并且基本不含聚合的粘合剂；能够借助于喷墨方法而印刷并利用热固性的浸渍树脂浸渍该基纸。

Description

装饰涂层材料的基纸
技术领域
本发明涉及一种装饰涂层材料的基纸，该基纸能够通过热固性的浸渍树脂浸渍并借助于喷墨方法而得以印刷，还涉及一种将基纸用于制造装饰涂层材料的用途以及一种通过使用基纸而制造涂层材料的方法。
背景技术
为了生产在家具制造中和在室内装饰中作为原材料的装饰层压板而需要装饰纸。装饰层压板主要为所谓的高压层压板(HPL)和低压层压板(LPL)。为了高压层压板的制造，利用树脂将已印刷或未印刷的状态的装饰纸浸渍，并在大约110℃至170℃的温度以及大约5.5MPa至11MPa的压力下，在层压机中将该装饰纸与一层或多层的在酚醛树脂中浸渍的牛皮纸张(芯纸)压在一起。随后将这样产生的层合材料(HPL)与载体材料(像是HDF板或刨花板)胶合或粘合。通过在大约160℃至200℃的温度下以及大约1.25MPa至3.5MPa的压力下，将未印刷的或已印刷的、在树脂中浸渍过的装饰纸与载体板直接压在一起来制造低压层压板。
材料表面的精制可以是光学性质(通过相应的着色)和/或物理性质(通过具有相应功能和结构的板表面的涂层)。能够以有印花或无印花的方式来加工装饰纸。为此，通常以单阶段或多阶段的方式利用合成树脂来浸渍有印花或无印花的装饰纸，随后将其干燥，其中树脂还保持反应性，并且随后以张或卷的形式与载体材料不可逆地热压起来。在压制过程中，树脂固化。通过这个固化不仅仅达到与板的复合，而且还使该纸完全化学物理性地得以密闭。适合的合成树脂是本技术领域中常用的浸渍树脂，特别是三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、酚醛树脂、聚丙烯酸酯、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物。可以以装饰纸的单位面积重量的40％至250％的量、优选以80％至125％的量来使用浸渍树脂。
通常在凹版印刷法中完成印花的施加。特别是在制造市面常见的印花时，这种印刷技术具有的好处在于，能够以高机器速度来印刷大量的纸。
然而对于较少量的装饰纸，该凹版印刷法却并不是成本有效的并且鉴于对复杂图案的印刷质量方面是不足的。喷墨印刷法(Ink-Jet-Druck)因此对于具有保障灵活性和质量的需求的印刷技术来说具有重大意义。
为了使装饰原纸可通过喷墨印刷法来印刷，为这些装饰纸涂覆单个或多个用于吸收喷墨并稳固颜料的功能层。这样通过喷墨印刷法可印刷的装饰原纸例如在DE 199 16546 A1和EP 1 044 822 A1中有所描述。
吸墨层通常包含色素、作为接合剂的水溶性的或能够水分散的聚合物、固色物质以及其它在这些层中常用的辅助剂。
但是装饰原纸在其特性方面却基本上区别于一般商业通用的喷墨纸。装饰原纸应该具有粗糙的表面，从而使其能够快速且均匀地通过浸渍树脂来浸透。
尽管配有上述的吸墨层的装饰原纸具有良好的喷墨印刷适性，但是该装饰纸却至少在纸的一面具有很大程度覆盖的纸张结构。位于纤维之间的间隙大部分地封闭并且因此仅有限地可供吸收浸渍树脂而用。
EP 1 749 626 A1因此建议一种方法，其中配有吸墨层的原纸从背面得到浸渍。WO2009/097986 A1则建议，这样以颜料刷法的方式来施加主要成分为硫酸钡、二氧化钛和硅酸盐的染料吸收基，即，不会产生封闭的平面涂层并由此使纤维间隙保持很大程度地开放。这种方法步骤的缺点在于，不能够实现足够好的印刷效果。
EP 2 537 981 A1描述了一种利用含有硫酸镁和聚二烯丙基二甲基氯化铵聚合物的表面处理介质来对喷墨纸的表面进行处理的方法。该喷墨纸含有0重量％至50重量％之间的、特别是10重量％至30重量％之间的CaCO3作为填充剂。通过在表面处理介质中的成膜的聚二烯丙基二甲基氯化铵聚合物的使用，在涂覆后会使孔隙很大程度地封闭。由此仅有限地具有吸收浸渍树脂可能性。此外，由于碳酸钙会使EP 2 537 981中的纸在通过浸渍树脂的浸渍之后大幅度地变透明。
DE 698 04 233 T2描述了一种用于喷墨印刷的基底的表面处理的组成，其中该组成基本由含淀粉的含水的施胶介质、施胶剂和二价金属盐组成。缺点在于，通过含水的施胶介质的涂覆，纸表面的孔隙会绝大部分地封闭并由此使纸的浸渍仅具有受限的可能性。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种装饰涂层材料的基纸，该基纸并没有表现出上述的缺点并且尽管在单面有对于电子印刷法，特别是喷墨印刷法的良好的印刷适性，却还具有足够的浸渗能力。
该目的通过一种装饰涂层材料的基纸而达到，该基纸具有内部未施胶的原纸，其中该原纸具有表面涂覆物，表面涂覆物含有碱土金属盐并且基本不含聚合的粘合剂。
此外，本发明的主体还涉及一种将根据本发明的基纸用于制造所有种类的层压材料和层压制品的用途。
本发明的主体也涉及一种制造装饰涂层材料的方法，其中为内部未施胶的原纸设置表面涂覆物，该涂覆物含有碱土金属盐，该原纸借助于数字印刷法印刷、利用热塑性树脂浸渍并干燥。可以为已浸渍并干燥的纸上漆。
惊人地显示出，根据本发明的表面涂覆物即使在没有聚合的粘合剂的情况下，也提供了良好的对于电子印刷法的、特别是对于喷墨印刷法的印刷适性并且也并没有发生由于缺少粘合剂而所预期的颜料“粉末化(Abmehlen)”的问题。纸表面大幅度地自由开放用于吸收浸剂。
此外，在免除聚合的粘合剂的情况下的好处还在于涂覆物液体的较低粘度，并且因此还在于对涂覆方法的简化以及对涂覆设备的清洁。
特别适合的碱土金属盐是具有(在20℃下测量的)至少400g/l的水溶解度的碱土卤化物和碱土硝酸盐。也能够以其混合物的形式使用。特别优选的是使用氯化钙、硝酸镁或其混合物。
如果表面涂覆物额外地含有根据BET测定的100至400cm2/g的比表面积的无机颜料，特别能达成根据本发明的效果。特别优选为具有200至330cm2/g比表面积的无机颜料。这些优选的无机颜料例如为氧化铝、氢氧化铝、勃姆石和/或硅酸。硅酸中尤其优选阳离子化的热解硅酸(Kationisierte pyrogene Kieselsaeure)。
在表面涂覆物中碱土金属盐/颜料的质量比可以为70：30至30:70，优选为60:40至40:60。
表面涂层还可以含有其它的辅助剂，例如分散辅助剂、固色剂(例如聚合铝盐、聚合铵盐)、pH调节剂以及其它在造纸业中常用的辅助剂。优选地，使表面涂覆物基本不含有聚合的粘合剂。基本不含有意味着:小于5重量％，优选小于3重量％以及特别不含有有机成膜的聚合物。
该表面涂覆可以通过通常在纸张涂层中所使用的涂覆设备完成。特别是可以“内联地(inline)”在造纸机中利用施胶压机来进行涂覆。就干燥的物料重量而言，涂覆重量可以优选为1至10g/m2,特别是2至8g/m2。
根据本发明的基纸的表面可以具有4.5至8，优选为6至7的pH值。
通过利用根据本发明的表面涂覆物来对装饰原纸的表面的处理，会得到基纸的足够的浸渗性能并且为纸张提供非常优异的喷墨印刷法的印刷适性。根据本发明制造的基纸具有根据Gurley的、小于25s/hml,特别是10至12s/hml的透气度值。
根据本发明的基纸可以成卷或者分为纸张。该基纸可以随后通过不同的喷墨印刷法以高质量印刷。在随后的一个步骤中，该印刷后的纸张可优选地利用浸渍树脂，特别是利用三聚氰胺树脂浸渍并干燥。该基纸可以随后在层压机中热压到木质材料板上或热压形成为层压材料。在此，可以选择性地以复合物中的其它层的形式来使用透明的、未印刷的并且树脂化的纸张(覆盖或衬垫地)作为保护层和/或粘结层。不过也可以替代性地使用另一个粘结层。已印刷的产品也可以利用涂漆来密封。
根据本发明可使用的装饰原纸是那些既没有内部施胶也没有表面施胶的装饰原纸。这些装饰原纸基本上由纤维素、颜料和填充剂以及常见的添加剂组成。常见的添加剂可以是湿强剂、留着剂和固色剂。装饰原纸与普通纸张的区别在于，其高出许多的填充剂含量或颜料含量以及其并不具有纸张中常见的内部施胶或表面施胶。根据本发明可使用的装饰原纸通常含有湿强剂。
为了制造装饰原纸，可以使用软木纸浆、硬木纸浆或这两种纸浆种类的混合。优选地，使用100％的硬木纸浆。不过也可以使用以5：95至50:50的、特别是10:90至30:70的软木纸浆/硬木纸浆的比例的混合物。原纸可以在Fourdrinier造纸机或Yankee造纸机上生产。为此，该纸浆混合物在2至5重量％的材料浓度条件下可以打浆至10至45°SR的打浆度。在搅拌桶中能够以装饰纸制造中常用的量来添加填充剂和/或颜料，染料和/或色素以及湿强剂(例如聚酰胺/聚胺表氯醇树脂、阳离子聚丙烯酸酯、改性的三聚氰胺-甲醛树脂或者阳离子化的淀粉)并将其与纸浆混合物完全混合。
填充剂和/或颜料能够以就纸浆重量而言的、最多55重量％，特别是10至45重量％的量来添加。合适的颜料和填充剂例如为二氧化钛、滑石粉、改性的二氧化钛及其混合物。
在搅拌桶内产生的高浓浆体可以稀释至约1％的材料浓度。只要有必要，就可以加入其它辅助剂，例如助留剂、消泡剂、色素和其它前述的辅助剂或其混合物。该稀释过的材料经过造纸机的流浆箱引至网部。无纺布形成并在脱水后得到原纸，随后烘干该原纸。所产生的纸的单位面积重量可以是30至200g/m2。
取决于所计划的应用以及为该应用而提出的品质需求，根据本发明使用的装饰原纸可以具有以下特性:
-平滑，即，具有超过80s的根据Bekk的平滑度，
-替换性地不平滑，具有＜80s的根据Bekk的平滑度，
-利用杨克式烘缸(Yankeezylinder)或利用轧光机平滑处理，
-非常透气，具有小于20s/hml的Gurley值；或者不透气，具有高于20s/hml的Gurley值。
根据本发明的装饰原纸可以染色。为了染色，可以使用无机颜料,例如金属氧化物、金属氢氧化物和金属氧化水合物、金属硫化物、金属硫酸盐、金属铬酸盐和金属钼酸盐或其混合物，或者使用有机颜料和/或染料，例如碳基的着色剂(醌类、喹吖啶酮类)、花青染料、偶氮染料、偶氮甲碱和甲碱、酞菁或二恶嗪。特别是优选为无机颜料与有机颜料的混合物或有机染料与无机染料的混合物。颜料或颜料混合物的重量或者染料或染料混合物的重量可以根据不同染料种类相对于纸浆的重量而定为0.0001至5重量％。
根据本发明的基纸的染色是恒定可调整的。这在涂覆有单独的吸色层的装饰原纸的情况下会更复杂并关联到更高成本。
在本发明一种特别的设计方案中，表面涂覆物液体可以含有着色添加剂。这可以是相同的颜料和/或染料，利用这些也可以为原纸染色。
根据一种实施方式，本发明涉及一种用于制造装饰涂层材料或装饰纸的方法。为此，根据本发明的基纸通过数字印刷法，例如通过喷墨印刷法来印刷。印刷过的基纸可以随后通过热塑性树脂浸渍并干燥。可以这样实现干燥，即，使浸渍树脂完全硬化或者仅部分地硬化。部分地硬化意味着，热塑性树脂的硬化达到70％及以上、80％及以上或90％及以上。
以已知的方式，通过热量与压力的作用以及可能的情况下通过额外使用常用于此目的的胶，完成装饰涂层材料或装饰纸在持久载体上的施加。
具体实施方式
以下实施例用于本发明的进一步说明。
实施例1(B1)
为了制造纸浆悬浮液，将由80重量％的桉树纸浆和20重量％的松树硫酸盐纸浆组成的纸浆混合物在5％的浓度下打浆至33°SR的打浆度。随后添加1.8重量％的表氯醇树脂作为湿强剂。利用硫酸铝将该纸浆悬浮液调整到6.5至7的pH值。随后，将由40重量％的二氧化钛、5重量％的滑石粉、0.11重量％的助留剂和0.03重量％的消泡剂组成的混合物添加到该纸浆悬浮液，并制成具有90g/m2的单位面积重量和32重量％的灰分含量的装饰原纸。该重量数值是基于纸浆的重量给出的。在接下来的步骤中，该装饰原纸利用下文所述的涂覆物液体，在施胶压机中处理并随后干燥。该涂覆物重量为2g/m2(干燥时)。
用于表面涂覆的涂覆物液体:
水 80重量％
氯化钙(固体) 20重量％。
通过NaOH将涂覆物液体的pH值调节为pH 5。
实施例2(B2)
将100重量％的桉树纸浆组成的纸浆悬浮液在5％的浓度下打浆至33°SR的打浆度。随后添加1.8重量％的表氯醇树脂作为湿强剂。利用硫酸铝将该纸浆悬浮液调整到6.5至7的pH值。随后，将由36重量％的二氧化钛、5重量％的滑石粉、0.11重量％的助留剂和0.03重量％的消泡剂组成的混合物添加到该纸浆悬浮液，并制成具有80g/m2的单位面积重量和30重量％的灰分含量的装饰原纸。该重量数值是基于纸浆的重量给出的。在接下来的步骤中，该装饰原纸利用下文所述的涂覆物液体，在施胶压机中处理并随后干燥。该涂覆物重量为6g/m2(干燥时)。
用于表面涂覆的涂覆物液体:
Figure BDA0002368382580000071
事先通过NaOH将涂覆物液体的pH值调节为5。
实施例3(B3)
以如下的方式来制造阳离子化的热解硅酸的分散物:
在1kg的20℃的水中加入35g的阳离子化的硅烷制剂DYNASILAN
Figure BDA0002368382580000081
2999(产自Evonik Industries AG)以及8g的甲磺酸。在剧烈搅拌下在该溶液中加入300g的
Figure BDA0002368382580000082
300(Evonik Industries AG)并且随后通过
Figure BDA0002368382580000083
型号T25的定-转子-分散系统，在9600转/分钟(U/min)条件下以20分钟的时长将该混合物分散。这样制造出的阳离子化热解硅酸的分散物的固体含量为22重量％。
将根据实施例1制造的装饰原纸在施胶压机中利用下文说明的涂覆物液体浸渍并随后干燥。该涂覆物重量为8g/m2(干燥时)。
用于表面涂覆的涂覆物液体:
Figure BDA0002368382580000084
对比例1(V1)
将根据实施例1制成的装饰原纸在没有进一步涂覆胶漂浮物的条件下作为基纸使用。
对比例2(V2)
根据实施例1制成的装饰原纸利用下文说明的涂覆物液体在施胶压机中处理并随后干燥。该涂覆物重量为8g/m2(干燥时)。根据实施例3，由
Figure BDA0002368382580000085
300(EvonikIndustries AG)制造阳离子化的热解硅酸。
用于表面涂覆的涂覆物液体:
Figure BDA0002368382580000086
Figure BDA0002368382580000091
对比例3(V3)
按照EP 1 044 822 B1的实施例，以吸墨层来涂覆根据实施例1制成的装饰原纸。该涂覆物重量为5g/m2。就此，吸墨层有以下组成:
Figure BDA0002368382580000092
使用的检测方法
在喷墨打印机(具有彩色墨的EPSON 4800)中对根据实施例和对比例制成的基纸进行打印。
在未打印的基纸上检测浸渗性能。在已打印的基纸上对图案质量以及墨水在纸背面的渗透情况进行评分。
在下文中描述用于检测纸张的方法。
根据Gurley的空气阻力
检测的目的在于，对纸张结构的孔隙度进行表征，并由此用于浸渗性能。对特定量的空气在恒压下流通穿过特定的纸张面积所需要的时间进行检测。借助于Fa.Lorenzen&Wettre的透气度测定计121D，根据ISO 5636-5来进行该检测。测定值以秒/100ml的Gurley值给出。小于25s/hml的值显示出纸张具有非常好的透气度。高于60s/hml的值则表明紧密的结构以及由此较差的渗透性。
色彩密度
通过对蓝绿色、紫红色、黄色和黑色这些原色测量色彩密度来对图案质量进行评分。借助于x-rite品牌的SpectroEye密度计在反射光中测量这些色彩密度值。
墨的渗透情况
墨的渗透指的是印刷油墨以点的形式或以区域的形式渗透至纸张的背面。恰恰对于具有高渗透性能的装饰纸而言，存在印刷油墨渗透到纸张内部并由此渗透到纸张背面的风险。
对于穿透情况的视觉评分表示在基纸表面上的固墨程度。
+没有渗透，良好的固墨程度
○轻度渗透，中等的固墨程度
-墨渗透至背面，较差的固墨程度。
检测结果总结在下面表格中:
Figure BDA0002368382580000101

Claims (14)

1.一种装饰涂层材料的基纸，该基纸具有内部未施胶的原纸，其特征在于，该原纸具有表面涂覆物，该表面涂覆物含有碱土金属盐并且基本不含聚合的粘合剂。
2.根据权利要求1所述的基纸，其特征在于，所述碱土金属盐是水溶性的钙盐。
3.根据权利要求1所述的基纸，其特征在于，所述碱土金属盐为氯化钙或硝酸钙。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的基纸，其特征在于，所述表面涂覆物含有根据BET测定的100至400cm2/g的比表面积的无机颜料。
5.根据权利要求4所述的基纸，其特征在于，根据BET测定的所述无机颜料的比表面积为200至330cm2/g。
6.根据权利要求4或5所述的基纸，其特征在于，所述无机颜料是氧化铝、氢氧化铝、勃姆石和/或硅酸。
7.根据权利要求4或5所述的基纸，其特征在于，所述无机颜料是阳离子化的热解硅酸。
8.根据权利要求4至7中至少一项所述的基纸，其特征在于，碱土金属盐/无机颜料就其重量而言的含量比为60:40至40:60。
9.根据权利要求1至8中至少一项所述的基纸，其特征在于，以就干燥物质量而言的1至10g/m2的量来涂覆所述表面涂覆物。
10.根据权利要求1至9中至少一项所述的基纸，其特征在于，所述基纸的表面具有4.5至8的pH值。
11.根据权利要求1至10中至少一项所述的基纸用于制造所有种类的层压材料和层压制品的用途。
12.一种用于制造装饰涂层材料的方法，其特征在于，将内部未施胶的、带有含碱土金属盐的表面涂覆物的纸张通过数字印刷法印刷、利用热塑性树脂浸渍并干燥。
13.根据权利要求12所述的用于制造装饰涂层材料的方法，其特征在于，使利用所述热塑性树脂浸渍的所述纸张这样干燥，即，所述热塑性树脂仅硬化到约80％的程度。
14.根据权利要求12或13所述的用于制造装饰涂层材料的方法，其特征在于，在原纸表面施加表面涂覆物，所述表面涂覆物额外地含有根据BET测定的100至400cm2/g的比表面积的无机颜料。
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