CN115302966A - 制造用作装饰纸或箔的可喷墨打印的纸或箔的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制造用作装饰纸或箔的可喷墨打印的纸或箔的方法。用于制造可使用喷墨打印机打印的纸或热塑性箔或可塑性热固性树脂箔的方法,其分别用作层压件或层压板中的装饰纸、装饰箔,其中,方法至少包括以下步骤:‑分别提供纸层(1)、箔的步骤;‑用至少包含颜料(6)和粘合剂(7)的喷墨接收体涂层(3)分别涂覆纸层(1)、所述箔的至少一侧的步骤;其特征在于,所述喷墨接收体涂层(3)进一步包含油墨活性化合物。本发明还涉及所获得的纸和箔,并涉及制造板的方法,其中纸(1)或箔提供有打印图案并用作板中的装饰。

Description

制造用作装饰纸或箔的可喷墨打印的纸或箔的方法
本申请是申请日为2018年06月12日,申请号为201880052682.7,发明名称为“制造用作装饰纸或箔的可喷墨打印的纸或箔的方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于制造具有装饰性表面的板(或所谓的装饰板)的方法。本发明还涉及一种用于制造可用喷墨打印的、用作这种板中的装饰纸或装饰箔的纸或箔的方法,并且涉及能以这种方法获得的纸或箔。根据一种变型,所获得的装饰纸或装饰箔可用于除板之外的层压组件,诸如用于所谓的CPL(密实层压件)或整个房间的异构乙烯基地板。
更具体地,本发明涉及一种用于制造层压板的方法,其中该板至少包括基底材料和设置在其上的具有打印装饰的顶层。根据第一可能性,该方法可用于制造板,其顶层由热固树脂及一个或多个纸层形成,其中所述纸层包括具有打印图案的装饰纸。根据第二可能性,该方法可用于制造板,其顶层由包括具有打印图案的至少一个热塑性装饰箔的热塑性材料(诸如PVC)形成。本发明的板可涉及家具板、天花板、地板或类似物,其中这些板优选地包括木基基底(诸如MDF或HDF基底(中密度纤维板或高密度纤维板))或包含木屑板或基本上由木屑板制成的基底材料。根据一种尤其关注与上述第二可能性结合的替换实施方式,板包括填充型合成复合材料基底或矿基基底。后者的这些板也称为LVT板(豪华乙烯基板)。
背景技术
传统上,这种板的装饰或图案借助胶版打印或轮转凹版打印而打印在纸或热塑性箔上。所获得的纸或箔用作所谓的层压板或LVT板中的装饰纸或装饰箔。为了制造上述第一可能性的板,可实施DPL工艺。根据DPL工艺(直接压力层压件),已打印的纸或装饰纸提供有三聚氰胺树脂以形成装饰层。之后,形成有包括至少一个板形基底、所述装饰层以及可能地位于所述装饰层顶部上的保护层的堆叠件,其中所述保护层或覆盖层同样基于树脂和/或纸。压制所述堆叠件,并且压制处理导致装饰纸、基底和保护层的相互连接或粘附,也导致使存在于堆叠件中的树脂硬化。由于压制操作而获得了具有三聚氰胺表面的装饰板,其可为高度耐磨的。板形基底的底侧处可施加有相反层或平衡层,或可替换地,装饰层也可附接到底侧,尤其是在用于家具的层压板的情况下。位于层压板的底侧处的这种相反层或平衡层或任何其它层限制或防止该装饰板的可能的弯曲,并且例如通过提供携带树脂的纸层作为堆叠件的最下层而在堆叠件的与所述装饰层的相对的一侧处施加相同的压制处理。例如,参考EP 1290 290的DPL工艺,由其进一步已知的是在相同的压制处理或压制操作期间,在所述三聚氰胺表面中提供浮雕部,即通过使所述三聚氰胺表面与结构化压制元件(例如结构化压制板)接触。为了制造上述第二可能性的板,优选地,同样至少执行对装饰箔和透明热塑性磨损层的层压,以便形成板的顶层。装饰箔和透明磨损层的相互连接或粘附优选地通过热层合工艺获得,例如,用过使用一个或多个加热的压辊。所获得的顶层然后可胶合或热层合到基底。为了在顶层中可形成浮雕部,可使用压制处理或压制操作。即通过使热塑性顶层与结构化压制元件(例如结构化压辊)接触。优选地,在将热塑性顶层在加热条件下提供至辊的同时冷却压制元件,使得热塑性顶层可在与压制元件接触时被冷却和冷冻,从而接收压制元件的结构缺点。
借助模拟打印工艺(诸如轮转凹版打印或胶版打印)以可承受的价格打印纸或热塑性箔不可避免地导致特定装饰纸或箔的多数的最小订购量并限制可获得的柔韧性。装饰或图案的改变使得打印器件需要停止大约24小时。需要该停止时间以更换打印辊、清洁打印器件以及调整待打印的新的装饰或图案的颜色。
代替模拟打印技术的数字打印技术(尤其是喷墨打印技术)正在变得越来越受到欢迎,以产生位于纸上、位于箔上或直接位于可能具有预备层的中间物的板形基底上的装饰或图案。这种数字技术可显著提高装饰的打印灵活性。除此之外还参考EP 1 872 959、WO2011/124503、EP 1 857 511、EP 2 431 190、EP 2 293 946、WO 2014/084787、WO 2015/140682和WO 2015/118451,其中公开了这种技术。
EP1 232 041公开了一种方法,该方法至少包括这些步骤:提供具有热固树脂的纸层的步骤和提供提供有纸层的所述树脂,纸层具有所述打印图案的至少一部分。优选地,应用多颜色打印图案来实现上述纸层上的装饰,例如,表现木质图案。这种装饰在提供有树脂的纸层的大部分上或甚至在全部树脂上延伸。在EP2 132 041应用有一种数字打印机,更具体地,应用有喷墨打印机。然而,诸如在DPL工艺中,已经非常难以可靠地进一步加工用于制造层压板的这种打印纸,因为压制缺陷可能源于树脂表面,并且穿过层压表面或在其边缘处的铣削、钻孔或锯切经常导致顶层中的开裂。此外,EP’041的油墨或染料可使纸层过度变湿并在进一步处理打印纸时导致褶皱效果或渗色,导致不稳定和/或缓慢的生产过程。为了解决该问题,EP’041提出使打印纸层立即干燥。
EP1 044 822、EP1 749 676和EP2 274 485公开了使用喷墨接收体涂层以提高原始装饰纸上的打印质量。这种喷墨接收体涂层包括颜料和诸如聚乙烯醇的聚合物。虽然有所提高,但是在这种处理的纸上所获得的打印的颜色密度仍劣于模拟打印的颜色密度。
如在WO 2015/118451中认识到的,使用以喷墨接收体涂层处理的纸可导致打印器件发生故障。灰尘可由喷墨接收体涂层释放并对喷墨打印机的关键部件带来各种恶意效果。例如,灰尘可堵塞一个或多个喷嘴并导致打印故障。WO 2015/118451提出避免打印器件中的纸发生过大的弯曲以使灰尘的释放最小化。
在私人研究期间,即使在纸层在其上已有打印的情况下,发明人也曾在后续的浸渍中遇到纸层释放灰尘的问题。释放的灰尘可能污染浸渍途径中或紧邻浸渍途径的树脂溶池、辊、相机和其它器件,导致最终产品或所用器件的缺陷。
WO 2015/140682公开了底漆物质,这些底漆物质减轻了在数字打印的具有透明热塑性磨损层的热塑性装饰箔的层压件中发生的问题,例如当施加在打印品上时。数字打印可设置在具有喷墨接收体涂层的中间物的装饰箔上。WO 2014/084787公开了一种用于塑料箔的喷墨接收体涂层,其中该喷墨接收体涂层基本上包含金属盐(如NaCl或CaCl2)的水溶液。
发明内容
本发明的目的首先在于一种用于制造具有用于这种板的装饰性表面或各自的纸、热塑性箔的板的替代方法,并根据若干个其优选实施方式来寻求解决现有技术中出现的一个或多个问题。
因此,根据其第一独立方面,本发明涉及一种用于制造可用喷墨打印机打印的、分别用作层压板中的装饰纸、装饰箔的纸或热塑性箔或可塑性热固性树脂箔(类玻璃体箔、动态交联聚合物箔,vitrimeric foil)的方法,其中,该方法至少包括以下步骤:
-分别提供纸层、热塑性箔或可塑性热固性树脂箔的步骤;
-用至少包括颜料和粘合剂的喷墨接收体涂层分别涂覆所述纸层、所述箔的至少一侧的步骤;
其特征在于,所述喷墨接收体涂层进一步包含油墨活性化合物。
使喷墨油墨的颜料稳定以在油墨载液中获得良好的分散并避免颜料凝结,特别是避免喷墨头中的喷嘴堵塞。这种喷墨油墨中的稳定化是通过颜料之间的电效应(electrosteric effect)获得的。优选地,油墨活性化合物为破坏喷射的液滴中的颜料的稳定性的物质,或换句话说,是一种油墨去稳定剂。发明人已经发现,向基于颜料和粘合剂混合物的喷墨接收体涂层中加入这种油墨活性化合物极大地提高了纸层或箔上的打印品可获得的打印质量,更具体地,可获得的颜色密度。该油墨活性化合物在与其第一次相互作用时捕获油墨,更具体地捕获颜料。通过干扰或破坏颜料上的电位功能,使得颜料从油墨混合物中快速地沉淀出来,并且仅最低限度地驱使颜料与油墨载液一起深入涂料。颜料的这种立即固定导致打印品的优异颜色密度。喷墨接收体涂层的颜料和粘合剂系统吸收油墨的载液,从而还防止渗色(特别是在纸上打印时),或使油墨蹭得模糊(特别是在箔上打印时),这本身也可导致提高打印质量。
优选地,在本发明的方法中,旨在使用水基油墨或UV固化油墨来打印纸或箔。首先,通过第一方面的方法获得的纸和箔旨在使用喷墨打印器件打印。然而,发明人也已发现,通过在模拟打印器件中使用由此处理的纸和箔提高了打印质量。
根据本发明,油墨活性化合物可由以下多个可能性的一者或多者中选择,下文中列举了其最重要的可能性。
根据第一可能性,所述油墨活性化合物包含多离子聚合物,优选地,聚DADMAC(聚二烯丙基二甲基氯化铵)。离子聚合物完全地或部分地中和油墨中颜料的电位功能,从而使颜料快速沉淀。
根据第二可能性,所述油墨活性化合物包含使所述喷墨接收体涂层的pH改变(更具体地,降低)的物质。优选地,喷墨接收体涂层组合物的pH通过选择所述物质的量和类型而降低到pH 3或以下,这种选择在技术人员的能力范围内。优选地,所述物质选自由以下项组成的列表:甲酸、酒石酸、乙酸、盐酸、柠檬酸、磷酸、硫酸、AlCl3和硼酸。调节的(更具体地降低的)pH(优选地,达到pH 3或以下)增加了喷墨接收体涂层与油墨的化学亲和力,并将干扰颜料的电位稳定功能,使得油墨中的颜料的分散将快速变得去稳定化。
根据第三可能性,所述油墨活性化合物包含金属盐,优选地,阳离子金属盐。优选地,所述金属盐选自以下项组成的列表:CaCl2、MgCl2、CaBr2、MgBr2、CMA(醋酸钙镁)、NH4Cl、醋酸钙、ZrCl4和醋酸镁。溶解的金属盐的阳离子将趋于中和颜料的电位稳定功能。最优选的阳离子金属盐为CaCl2、MgCl2、CMA、醋酸钙和醋酸镁,因为发明人已用这些油墨活性化合物得到最好的结果。
根据第四可能性,所述油墨活性化合物包含絮凝剂。优选地,所述絮凝剂选自由以下项组成的列表:铝酸钠、双硫酸盐(诸如明矾)、聚氯化铝、聚丙烯酸酯、双氰胺(例如,来自SNF的Floquat DI5)和聚丙烯酰胺。絮凝剂将油墨颜料从油墨分散体中拉出。从而防止颜料深入地渗透到喷墨接收体涂层中。主要是油墨的载体(例如,在水基油墨的情况下的水)被更深地吸收到喷墨接收体涂层中。
优选地,所述纸或箔在所述喷墨接收体涂层中提供有0.2至10g/m2,并且优选地介于0.5至5g/m2之间的干涂层重量的油墨活性化合物,更具体地,油墨去稳定剂。
优选地,所述纸或箔在所述喷墨接收体涂层中提供有0.2至10g/m2,并且优选地介于0.5至5g/m2之间的干涂层重量的吸湿化合物或颜料。优选地,所述颜料具有介于10至1600m2/g之间的BET表面积,并且优选地介于15至500m2/g之间。优选地,涂料使得颜料在每m2的纸或箔的表面积产生100m2至16000m2的表面,或甚至更好地,每m2纸或箔的表面具有介于150至5000m2的颜料表面。
根据最优选的实施方式,对于所述喷墨接收体涂层的颜料,至少或主要使用二氧化硅颗粒。优选地,二氧化硅颗粒经过硅烷处理。通常,颜料的硅烷处理提高了获得的喷墨接收体涂层(并且因此处理的纸或热塑性箔)的灰尘释放性质。硅烷处理可涉及用偶联剂(诸如氨基有机硅烷、羟基硅烷、二足基硅烷和/或其它硅烷)处理。优选地,偶联剂选择为使得所获得的喷墨接收体涂层在老化时变黄的风险低。优选地,偶联剂形成喷墨接收体涂层的总湿重的0.1%至10%。
根据变型例,对于所述喷墨接收体涂层的颜料至少或主要使用的颗粒选自以下项组成的列表:碳酸钙、二氧化硅、氧化铝、硅铝酸盐、有序介孔材料、改性二氧化硅、有机硅、改性有机硅、有机氧化铝、改性氧化铝、铝酸盐、改性铝酸盐、有机铝酸盐、改性有机铝酸盐、沸石、金属有机骨架配合物和多孔极性聚合物。
优选地,所述纸或箔在所述喷墨接收体涂层中提供有0.2至10g/m2,并且优选地介于0.5至5g/m2之间的干涂层重量的粘合剂。根据最优选的实施方式,对于所述喷墨接收体涂层中的粘合剂,至少或主要使用聚乙烯醇。
根据变型例,所述喷墨接收体涂层包含选自以下组的聚合物作为粘合剂,包括:羟乙基纤维素;羟丙基纤维素;羟乙基甲基纤维素;羟丙基甲基纤维素;羟基丁基甲基纤维素;甲基纤维素;羧甲基纤维素钠;羧甲基羟乙基纤维素钠;水溶性乙基羟乙基纤维素;硫酸纤维素;乙烯醇共聚物;聚乙酸乙烯酯;聚乙烯醇缩醛;聚乙烯吡咯烷酮;聚丙烯酰胺;丙烯酰胺/丙烯酸共聚物;聚苯乙烯、苯乙烯共聚物;丙烯酸或甲基丙烯酸聚合物;苯乙烯/丙烯酸共聚物;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;乙烯基-甲基醚/马来酸共聚物;聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸);聚(二亚乙基三胺-共-己二酸);聚乙烯基吡啶;聚乙烯基咪唑;改性聚乙烯亚胺表氯醇;乙氧基化的聚乙烯亚胺;含醚键的聚合物,如聚氧化乙烯(PEO)、聚氧化丙烯(PPO)、聚乙二醇(PEG)和聚乙烯醚(PVE);聚氨酯;三聚氰胺树脂;明胶;角叉菜胶;葡聚糖;阿拉伯树胶;酪蛋白;果胶;白蛋白;几丁质;壳聚糖;淀粉;胶原衍生物;胶棉和琼脂。该粘合剂的最优选的变体为聚乙酸乙烯酯、乙基乙酸乙烯酯、基于聚乙酸乙烯酯的嵌段共聚物、基于聚乙烯醇的嵌段共聚物、丙烯酸酯、胶乳、聚乙烯衍生物、VCVAC衍生物、基于多元醇和异氰酸酯的聚氨酯、基于聚氨基甲酸酯和聚醛的聚氨酯,例如均作为水样分散体/乳液或水样或溶剂溶液。
如前文的描述,用于喷墨接收层的优选的粘合剂包括聚乙烯醇(PVA),但是根据变型例,可应用乙烯醇共聚物或改性聚乙烯醇。改性聚乙烯醇可为阳离子型聚乙烯醇,诸如来自Kuraray的阳离子聚乙烯醇级,诸如来自Nippon Goshei的POVAL C506、POVAL C118。
优选地,所述喷墨接收体涂层广义上看具有介于0/1或0.01/1至25/1之间的颜料与粘合剂的比例,优选地,介于0/1或0.01/1至20/1之间。不排除喷墨接收体涂层为不均匀的并在组合物上显示层向(layerwise)或区域方向(areawise)上的差异,在这种情况下,上述值为喷墨接收体涂层整体的平均值。
喷墨接收体涂层进一步优选地包括以下试剂的一个或多个:
-交联剂:介于0.05至5g/m2之间,优选地介于0.2至2g/m2之间,例如,选自由以下项组成的列表:醛、聚醛、二醛、醇、硼酸、硼砂、多元醇、氨基甲酸酯、聚氨基甲酸酯、碳酸、基于乙二醛的试剂、基于锆的试剂以及聚碳酸。
-颗粒表面改性剂或偶联剂:介于0.05至5g/m2之间,优选地介于0.2至2g/m2之间,例如,选自以下非限制性列表,包括:氨基硅烷、脲基硅烷、醛硅烷、原硅酸四乙酯、硅氮烷、有机改性硅烷、有机改性硅氮烷、氯硅烷、有机改性氯硅烷、双硅烷、有机双硅烷、倍半硅氧烷、聚倍半硅氧烷、硅烷低聚物、有机改性硅烷低聚物、双硅烷低聚物、有机改性双硅烷低聚物、低聚倍半硅氧烷、和低聚倍半硅氧烷。
-添加剂:介于0.005至2g/m2之间的湿润剂,优选地介于0.05至1g/m2之间;和/或介于0.005至2g/m2之间的消泡剂,优选地介于0.05至1g/m2之间;和/或介于0.005至2g/m2之间的杀真菌剂,优选地介于0.05至1g/m2之间。
优选地,其上涂覆有喷墨接收体涂层的纸层或热塑性箔具有每平方米50至100克的基础重量,例如,介于每平方米60至80克。
优选地,在纸层的情况下,将涂覆喷墨接收体涂层到其上的纸层的边已经变得平滑(德语:
Figure BDA0003808511240000071
),优选地在其生产期间。变得平滑使渗入纸芯的粘合剂的量减少,使得容纳在其中的颜料可更好地由现有的粘合剂物质结合并可减少吸收变化。优选地,使用本发明的方法获得的纸(即,包括喷墨接收体涂层)具有介于30至120秒之间的Gurley值,并且优选地,介于30至80秒之间。这种纸层导致优异的打印质量,因为沉积的油墨趋于较少地渗出到纸中,并且更容易获得和保持在施加有不同喷墨头的打印图案之间的位置的一致性或所谓的对齐。事实上,相对高的Gurley值导致纸在尺寸上更稳定,因为其不那么容易吸水。当用这种高Gurley值纸的热固性树脂处理浸渍时,可考虑降低浸渍途径的速度、使用加压浸渍技术以及降低浸渍树脂的粘度。
根据最优选的实施方式,所述喷墨接收体涂层以至少两个部分步骤涂覆,其中分别为用第一组合物涂覆第一层,以及随后地,用第二组合物涂覆第二层,两种组合物至少包含所述粘合剂。
发明人已证明,用两个部分步骤涂覆喷墨接收体涂层导致颜料的更好的并入或结合。相比于其中仅用一个涂覆步骤来涂覆相同量的颜料的情况,降低了从纸释放灰尘的风险。根据发明人,这种令人惊讶的效果归因于第一层形成了一种屏障以用于防止第二层的粘合剂渗入纸层。第二层的粘合剂在结合颜料方面更有效,否则颜料会松散地或不好地结合在纸表面上。较好的包埋颜料导致在进一步处理(例如打印、用树脂浸渍)纸时从纸上释放的灰尘的显著降低。
用两个步骤涂覆喷墨接收体涂层可进一步导致对整个喷墨接收体涂层的更均匀的涂覆。其中第一组合物能以非均匀的方式部分地吸收在纸层中,并且因此可导致具有少的有效部分的不均匀的第一层,第二组合物至少在一定程度上使可能的不均匀处变平。
用至少两个步骤涂覆喷墨接收体涂层允许产生涂层的某些成分通过其厚度的梯度,因为第一组合物和第二组合物可具有不同的成分或均可具有呈现为不同浓度的成分,如将进一步解释的。用至少两个步骤涂覆喷墨接收体涂层进一步允许产生不同厚度的涂覆层。
当从平均空气阻力低(例如Gurley值为30秒或以下,例如25秒或以下)的纸层开始时,本发明的方法以及尤其是其中用两个部分步骤涂覆喷墨接收体涂层的那些实施方式尤其受到关注。在这种情况下,第一层中容纳的粘合剂趋于被大量地吸收在纸的质量中,在表面上留下大量未结合的颜料含量。优选地,纸层为具有30秒或以下的由Gurley值表示的平均空气阻力的标准打印基础纸或另一未处理的纸层。当然不排除在本发明的方法中,根据一个替换实施方式,其在涂覆所述喷墨接收体涂层之前由用热固性树脂处理的纸开始的。优选地,在后一种情况下,提供有树脂的纸层具有100秒或以下的Gurley值的平均空气阻力。同样在这种情况下,在两个部分步骤中涂覆喷墨接收体涂层具有显著的优点,例如,关于灰尘释放、所喷射的油墨的渗色最小化、喷墨接收体涂层的均匀涂覆。
通常,本发明的方法在其中用两个部分步骤涂覆喷墨接收体涂层的情况下,允许涂覆具有较高的颜料含量的喷墨接收体涂层,并且因此具有吸收所涂覆的油墨的载液(例如在水性着色油墨情况下的水)的更高能力或更高速度,同时保持或甚至减少来自处理的可打印表面所释放的灰尘。吸收该载液的更高能力或速度可导致更高的打印清晰度。由于载液基本上竖直地吸收到喷墨接收体涂层中,即不存在大量的侧向渗色,因此颜料保持在其中涂覆有油墨的位置上,即颜料不与油墨载液一起侧向驱动。如前文的描述,由于喷墨接收体涂层的第二层的涂覆使第一层部分地或全部地变平,因此仍旧有效的任何渗色可以以更均匀的方式表现自身。喷墨接收体涂层中的油墨活性化合物的可用性帮助立即捕获位于处理的纸或箔的表面处的油墨颜料。
优选地,在其中用两个部分步骤涂覆喷墨接收体涂层的情况下,所述第一层和所述第二层的区别在于它们示出以下一个或多个性质:
1.-所述第一层和所述第二层包含颜料和粘合剂的性质,虽然颜料与粘合剂的比例不同;
2.-对于所述第一层和所述第二层所涂覆的材料的干重不同的性质;
3.-所述第一层和所述第二层包含颜料和粘合剂的性质,其中,所述第一层中包含的颜料的平均粒径大于所述第二层中包含的颜料的平均粒径;
4.-所述第一层和所述第二层包含油墨活性化合物的性质,虽然为不同的组合物;
5.-所述第一层至少包含颜料和粘合剂,且所述第二层不具有颜料、或至少包含比所述第一层的少的颜料、或包含少于所述第一层的颜料含量的10%的性质。
关于第一个所述性质,优选地,所述第一组合物具有的颜料与粘合剂的比例大于所述第二组合物的颜料与粘合剂的比例。以这种方式使得第二层的粘合剂主要结合第一层的颜料并使第一层中的不均匀处变平。
优选地,所述第二组合物中的颜料与粘合剂的比例小于2:1,并且优选地介于0:1至2:1之间。当第二组合物中的该比例低于1.5:1时,已证明极低的灰尘释放。如前文的描述,在一些实施方式中不排除所述第二组合物不具有颜料。
无论是否与所提及的优选的第二组合物组合,所述第一组合物中的颜料与粘合剂的比例可选择为介于1:1至25:1之间或介于2:1至10:1之间,并且优选为3.5:1或大于3.5:1,并且甚至更好地为5.5:1或大于5.5:1,尽管优选地小于10:1。
当第二组合物中的颜料与粘合剂的比例介于0:1至2:1之间并且第一组合物中的颜料与粘合剂的比例介于3.5:1至10:1之间并包括3.5:1和10:1时,第一组合物和第二组合物达到良好的结合。然而清楚的是,在本发明的范围内,第一组合物和第二组合物的颜料与粘合剂的比例可相等或基本上相等。
关于第二个所述性质,当然不排除对于两个层将涂覆相同的干重。然而在该情况下,优选地,在第一组合物和第二组合物中施加的颜料与粘合剂的比例不同。优选地,对于所述两个层的每者,向纸层涂覆介于0.5至5克每平方米之间的材料的干重,并且甚至更好地为介于0.8至4.5克每平方米之间。在其中所述第一层和所述第二层所涂覆的材料的干重不同的情况下,优选地第一层包括最高的材料干重,例如比第二层至少多20%。每层的组合物优选地包括按重量计介于12%至20%之间的固体物质,使得在层的湿重方面,涂覆到纸层的湿涂覆材料优选地介于4至23克每平方米之间。
关于第三个所述性质,更大的颜料颗粒优选地包含在所述第一组合物中。在第一层中使用大颗粒提供了对油墨载液的优异的吸收,而在第二层中使用小颗粒提供了纸层表面处的变平的效果并良好地降低了灰尘释放。优选地,在该情况下,所述第一组合物中的颜料颗粒具有介于1至20微米之间的平均粒径。优选地,所述第二组合物中的颜料颗粒具有介于100纳米至1微米之间的平均粒径。当然,通常不排除第一组合物和第二组合物将包含具有相似或相同平均粒径的颜料颗粒。
关于第四个提及的性质,优选地,所述第二层比所述第一层包含更高量的所述油墨活性化合物。涂层的上层处的油墨活性化合物的可用性导致与喷射的油墨液滴中的颜料的有效相互作用。油墨活性化合物优选地包含絮凝剂或其它油墨去稳定剂,诸如阳离子金属盐。
通常本发明中使用的粘合剂(或第一组合物和/或第二组合物中包含的粘合剂)还可由上述列举的用于该粘合剂的可能性的混合物形成。根据一个具体实施方式,聚乙烯醇与乙烯乙酸乙烯酯(EVA)和/或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的混合物用作粘合剂,其中优选地,该粘合剂的主要组分是聚乙烯醇,并且例如使用按重量计至少5%的EVA和/或PVAc。发明人已经记录,相比于其中粘合剂基本上是聚乙烯醇的纸或箔,如此处理的纸或处理的箔具有增加的柔韧性。增加的柔韧性和减少的灰尘释放在如此处理的纸和箔的进一步处理(例如,在打印装置中)中是有利的。
优选地,第一组合物和第二组合物中的粘合剂相同,或粘合剂的至少主要组分相同。如之前所提到的,主要组分优选为聚乙烯醇。
作为本发明中通常使用的颜料,或作为第一组合物和/或第二组合物中的颜料,事实上可使用任何无机颜料并且最优选为多孔无机颜料。也可使用两种或多种颜料的混合物。所使用的颜料优选为可选自中性的、阴离子的和阳离子的颜料类型的无机颜料。有用的颜料包括例如二氧化硅、有机硅、滑石、粘土、水滑石、高岭土、硅藻土、碳酸钙、碳酸镁、碱式碳酸镁、硅铝酸盐、三氢氧化铝、氧化铝(氧化铝)、氧化钛、氧化锌、硫酸钡、硫酸钙、硫化锌、缎白、氧化铝水合物如勃姆石、氧化锆或混合氧化物。无机颜料优选地选自以下组,包含水合氧化铝、氧化铝、氢氧化铝、硅酸铝和二氧化硅。特别优选的无机颜料为二氧化硅颗粒、胶体二氧化硅、氧化铝颗粒和拟薄水铝石,因为它们形成更好的多孔结构。当在本文中使用时,颗粒可为原样直接使用的初级颗粒,或者它们可以形成次级颗粒。氧化铝水合物的优选类型是结晶勃姆石、或γ-AlO(OH)。有用的勃姆石类型包括来自Sasol的DISPERALHP14、DISPERAL40、DISPAL23N4-20、DISPAL14N-25和DISPERALAL25;以及来自Martinswerk GmbH的MARTOXIN VPP2000-2和GL-3。有用的阳离子氧化铝(氧化铝)类型包括α-Al2O3类型(诸如可从Saint-Gobain Ceramics&Plastics,Inc得到的NORTON E700),以及γ-Al2O3类型(诸如来自Degussa的ALUMINUM OXID C)。其它有用的无机颜料包括氢氧化铝(诸如Bayerite),或可由Sasol和Gibbsite得到的α–Al(OH)3(诸如PLURAL BT),或γ–Al(OH)3(诸如来自Martinswerk GmbH的MARTINAL级和MARTIFIN级、来自JM Huber公司的MICRAL级;来自ShowaDenka K.K的HIGILITE级)。如前文的描述,无机颜料的优选类型为能以其阴离子形式或在阳离子改性之后如此使用的二氧化硅。二氧化硅可选自不同类型,诸如结晶二氧化硅、无定形二氧化硅、沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、硅胶、球形和非球形的二氧化硅。二氧化硅可包含少量的选自Al、Zr、Ti族的金属氧化物。通常取决于它们的生产方法,二氧化硅颗粒被分为两种类型:湿法颗粒和干法(气相法或气相)颗粒。在湿法中,可使用两种类型的反应来制造这些沉淀二氧化硅材料。第一种是用无机酸处理硅酸钠以得到沉淀二氧化硅的方法。在第二种方法中,通过烷氧基或卤代硅烷的缩聚制备纯二氧化硅材料。气相法包括两种类型;一种包括卤化硅的高温气相水解以得到无水二氧化硅(火焰水解),并且另一种包括石英砂和焦炭在电炉中的热还原蒸发,然后在空气中氧化以同样得到无水二氧化硅(电弧法)。“气相二氧化硅”意指代表气相法中获得的无水二氧化硅颗粒。
对于本发明的喷墨接收层中优选使用的二氧化硅颗粒,尤其优选为沉淀二氧化硅颗粒。沉淀二氧化硅与气相二氧化硅的不同点在于表面硅烃基的密度和其中存在或不存在的孔隙,并且该两种不同类型的二氧化硅具有不同的性质。发明人惊奇地注意到,相比于气相二氧化硅,使用沉淀二氧化硅作为喷墨接收体涂层中的颜料导致在该涂层上呈现有打印品的更高的颜色密度,并实现与之后待层压在打印品顶部上的透明层的更好的粘附。发明人认为具有气相二氧化硅的喷墨接收体涂层的更高的平滑性引起了颜色密度和层压强度的降低。
可替换地,喷墨接收体涂层中可使用有机颜料,优选地选自由以下项组成的列表:聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、硅酮、三聚氰胺甲醛缩聚物、脲醛缩聚物、聚酯和聚酰胺。可使用无机和有机颜料的混合物。此外,可使用杂化颜料,诸如有机硅材料。然而,最优选的颜料为无机颜料。
优选地,喷墨接收体涂层中包含的颜料具有100nm至20μm的平均粒径,其中理想的是1-12μm,并且甚至更好的是2至7μm。小粒径的颜料可易于结合到纸或箔,而大粒径的颜料示出大的吸水性,从而导致良好的打印质量。最佳的平均粒径介于1至12μm的范围内,优选为2至7μm。
优选地,喷墨接收层中包含的颜料具有20至1600m2/g的平均表面积,并且优选地介于250至1600m2/g之间,以便获得对油墨载液的良好吸收。
优选地,喷墨接收体涂层中包含的颜料具有0.2至3ml/g的平均孔隙体积,优选地介于1至3ml/g之间。
具有介于2至7μm之间的平均粒径、300至800m2/g的平均表面积以及介于1至2ml/g之间的平均孔隙体积的颜料提供了理想的吸收能力、打印质量和粘合(即,缺乏来自处理的纸所释放的灰尘)的结合。
优选地,通常,喷墨接收体涂层、或在所述第一组合物或在所述第二组合物的任一者中、或第一组合物和第二组合物两者中进一步包括交联剂,优选地选自由以下项组成的列表:醛类、氮杂环丙烷、异氰酸酯、环氧化物和硼酸盐。这种交联剂进一步结合喷墨接收体涂层中的颜料,并进一步限制从如此处理的打印纸或热塑性箔中释放的灰尘。任一组合物中的交联剂的可用性进一步显著增加了相关组合物的活化期。优选地,第一组合物和/或第二组合物包括占第一组合物和/或第二组合物的总湿重的0.1%至25%的量的交联剂。
通常,喷墨接收体涂层或所述第一组合物和/或第二组合物可进一步包含除了交联剂之外的添加剂,总量分别占第一组合物和第二组合物的总湿重的0.1%至2%。此类添加剂可为杀真菌剂、消泡剂、匀染剂、润湿剂(诸如烷基苯酚乙氧基化物)、增稠剂(诸如羟乙基纤维素或黄原胶)中的一种或多种。
所使用的匀染剂可由APEO(烷基酚聚氧乙烯醚)制成。
所使用的防腐剂可由BIT或MIT(苯基异塞唑酮或甲基异塞唑啉酮)制成。
所使用的消泡剂可由有机硅聚醚共聚物制成。
优选地,以本发明的方法获得的纸优选地在借助喷墨打印为其提供打印图案之后提供有热固性树脂,诸如三聚氰胺树脂。因此,优选地,纸层仅在其一侧(即,在设置成待打印的一侧)提供有喷墨接收体涂层。另一相对侧优选地不做处理,使得该相对侧显示由此开始的纸层的原始孔隙度。然后树脂可基本上从底侧提供到纸芯中。为了允许充分浸渍具有喷墨接收体涂层的纸,可降低浸渍途径的速度,使树脂粘性更小,可以对浸渍加压和/或可加热树脂,例如加热到介于45至100℃之间。
通常,注意到的是,尽管用本发明方法获得的纸和箔可用喷墨打印机打印,但不排除最终使用其它技术打印纸或箔,如轮转凹版打印或胶版打印。同样在这种情况下,关注减少的灰尘释放和潜在更好的打印质量。当使用水性油墨时尤其如此。
优选地,所述喷墨接收体涂层是沉积在所述纸层上的一种液体物质,并且优选地被强制干燥,例如在干烤箱中或借助红外线或近红外光或借助微波干燥。在喷墨接收体涂层以至少两个部分步骤涂覆的情况下,优选地,至少这种干燥操作在本发明的第一方面的所述部分步骤之间发生。优选地,液体物质为至少所述粘合剂(以及可能地,所述颜料)的水基悬浮液。优选地,第一组合物具有的干物质含量按重量计为液体物质的8%至25%。优选地,第二组合物的干物质含量按重量计为液体物质的4%至20%。优选地,按重量百分比表示的干物质含量在第一组合物中比在第二组合物中高。
喷墨接收体涂层的所述液体物质的沉积能以任何方式获得,可借助打印,例如喷墨打印,但是优选地借助涂覆技术,诸如辊涂(例如借助一个或多个轧花辊)、喷镀、计量辊、涂边(beading coating)、散布、狭缝挤压式涂覆。通过后一种技术优选地得到覆盖纸层或箔的表面的至少80%的涂层。优选地,首先将过量的液体物质涂覆到纸层,并且之后过量的材料再次被清除(例如,挤出),直到获得需要的重量。内联测量系统是令人满意的以引导和控制喷墨接收体涂层的重量。这种技术导致纸产生未涂覆区域的风险,这可导致打印图案中的局部缺陷。用于涂覆液体物质的优选的器件为包括相逆计量辊的涂覆装置。这种辊可产生平滑的涂层表面。
用于喷墨接收体涂层的液体物质的沉积能在浸渍途径中或替代地在打印器件上在打印操作前立即执行。该最后的情况解决了喷墨接收体涂层的有限保存期限的任何可能的问题。优选地,在纸或箔仍处于“连续”形状(即,在不进行切割的情况下从滚轮中取出)时进行液体物质的沉积。这种技术允许更均匀地涂覆喷墨接收体涂层。在涂层完全或部分地在打印器件上完成的情况下,打印器件优选为滚轮对滚轮或滚轮对片材打印机,包括打印头上游的涂覆装置,例如适合于为喷墨接收体涂层的相应子层打印液体物质的辊式涂覆机和/或附加打印头。这种附加打印头(例如打印头的附加排)可具有比用于实际打印图案的喷嘴更大直径的喷嘴。每英寸1至100个或甚至1至25个点的分辨率对于这些喷嘴可能是足够的。更大的直径允许喷射更粘稠的物质。根据一个具体实施方式,所述第一层使用辊涂覆到纸或箔,而第二层使用这种附加打印头涂覆。尤其关注当在所述第二组合物中的颜料与粘合剂的比例低(即低于2:1)时的这种实施方式。在这种情况下,用于所述第二层的液体物质将更易于用所述附加打印头涂覆。
用于所述喷墨接收体涂层的所述液体物质优选地示出的粘度在20℃下涂-4杯(Din cup 4)为10至75秒。这种性质允许将液体物质直接涂覆到纸层或箔的表面。在实验中,大约12%的固体含量和大约24秒的粘度在先前未处理的纸层上产生足够均匀的涂层,例如当通过辊式涂覆机涂覆时。
清楚的是,代替纸层,用根据第一方面的喷墨接收体涂层处理热塑性箔,诸如聚氯乙烯(PVC)箔、聚丙烯(PP)箔、聚乙烯(PE)箔、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)箔或热塑性聚氨酯(TPU)箔。
用于这种箔的优选粘合剂为聚氨酯基、丙烯酸酯基或聚乙酸乙烯酯基。此外,在其中以至少两个部分步骤涂覆喷墨接收体涂层的情况下,相比于纸层的处理,因为预期了到层芯中的吸收少,因此第一组合物中的粘合剂含量可稍微降低。在这种情况下,优选地,第一组合物中的颜料与粘合剂的比例介于1:1至6:1之间。
注意到的是,使用具有3或以下pH的喷墨接收体涂层形成本发明的具体独立发明方面本身,无论该pH是否已经根据上述油墨活性化合物的第二可能性获得,并独立于喷墨接收体涂层的任何其它可能成分。该具体发明方面可限定为用于制造可用喷墨打印机打印的、分别用作层压板中的装饰纸、装饰箔的纸或热塑性箔或可塑性热固性树脂箔的方法,其中该方法至少包括以下步骤:
-分别提供纸层、热塑性箔或可塑性热固性树脂箔的步骤;
-用组合物分别涂覆所述纸层、所述箔的至少一侧以形成喷墨接收体涂层的步骤;
其特征在于,所述组合物具有3或以下的pH。如上文所解释的,组合物和产生的涂层的低pH具有破坏喷墨油墨中的颜料的电位稳定性的高倾向,从而导致高打印质量。清楚的是,该组合物可根据上述第二可能性获得,并且该具体独立方面可具有对应于本发明的上述第一独立方面的以上所列举的优选实施方式的优选实施方式,可能但并非必须包含上文列举的油墨活性化合物、粘合剂或颜料中的一种或多种。优选地,所述组合物至少包括粘合剂,诸如PVA,以及将pH降低至3或以下的物质。
清楚的是,本发明还涉及使用本发明的第一方面的方法获得的纸层和热塑性箔。与所述第一方面的目的相同,根据第二独立方面,本发明还涉及用于喷墨打印的纸或热塑性箔或可塑性热固性树脂箔,其中所述纸或箔至少在一侧处提供有至少包括颜料和粘合剂的喷墨接收体涂层,其特征在于,所述喷墨接收体涂层进一步包含油墨活性化合物,并且在于所述喷墨接收体涂层优选地具有的颜料与粘合剂的比例介于0/1或0.01/1至25/1之间,优选地介于0/1或0.01/1至20/1之间。优选地,所述纸或箔包括的干涂层重量的所述油墨活性化合物为从0.2至10g/m2,并且甚至更好地介于0.5至5g/m2之间。所述油墨活性化合物优选地至少包含絮凝剂。
进一步地,所述纸或箔包括的干涂层重量的颜料优选为从0.2至10g/m2。更优选地,所述纸包括的粘合剂优选为从0.2至10g/m2,并且优选地介于0.5至5g/m2之间。
进一步地,所述纸或箔可进一步示出以下一个或多个性质:
-所述纸或箔在其表面处基本上由所述粘合剂和/或所述油墨活性化合物形成;
-所述纸或箔提供有一定量的颜料,该一定量的颜料具有的颗粒表面积介于100至16000m2颜料的表面/m2纸或箔的表面之间,并且优选地介于150至5000m2/m2之间;
-所述纸或箔包括从0.05至5g/m2,优选地介于0.2至2g/m2之间的干涂层重量的交联剂;
-所述纸或箔包括从0.05至5g/m2,优选地介于0.2至2g/m2之间的干涂层重量的表面改性剂;
-所述纸或箔包括从0.005至2g/m2,优选地介于0.05至1g/m2之间的干涂层重量的湿润剂;
-所述纸或箔包括从0.005至2g/m2,优选地介于0.05至1g/m2之间的干涂层重量的消泡剂;
-所述纸或箔包括从0.005至2g/m2,优选地介于0.05至1g/m2之间的干涂层重量的杀真菌剂。
根据其第三独立方面,本发明进一步涉及一种用于制造层压板的方法,其中所述板至少包括基底材料和设置在其上的具有打印装饰的顶层,其中所述顶层基本上由热固性树脂及一个或多个纸层形成,其中所述纸层包括装饰纸,装饰纸基于根据第二独立方面的和/或借助根据第一独立方面的方法获得的和/或这些方面的优选实施方式的用于喷墨打印的纸。根据其第四独立方面,本发明还涉及一种用于制造层压件或层压板的方法,其中所述层压件或层压板至少包括载体(诸如非织物纺织片材)或基底材料,以及设置在其上的具有打印装饰的顶层,其中所述顶层基本上由包括一个或多个热塑性箔的热塑性材料形成,其中所述热塑性箔包括装饰箔,装饰箔基于借助根据第一独立方面的方法获得的和/或该第一方面的优选实施方式的用于喷墨打印的热塑性箔,只要它们涉及热塑性箔的处理。
优选地,在所述第三方面中,借助喷墨打印机打印的、用于喷墨打印的纸用一定量的所述热固性树脂浸渍,并借助热压制处理来附接到所述基底材料。优选地,在所述第四方面中,借助喷墨打印机打印用于喷墨打印的热塑性箔,并借助热压制处理来附接到所述基底材料。优选地,所述喷墨打印机基于水基油墨操作,其中,更具体地,优选为单程式喷墨打印机和/或以单程模式操作的喷墨打印机。
清楚的是,具有本发明的喷墨接收层的纸层可在用于制造具有装饰表面的板的方法中使用,其中所述板至少包括基底和包括热固性树脂的顶层,其中所述顶层包括具有打印图案的纸层,其特征在于,对于提供所述打印图案的所述部分,使用包含借助数字喷墨打印机而沉积在所述纸层上的油墨的颜料,并且在于,包含沉积在所述纸层上的油墨的所述颜料的总体积的干重为9克每平方米或以下,优选为3至4克每平方米或以下,其中对于包含油墨的所述颜料,使用水基油墨或所谓的水性油墨。所涂覆的油墨的干重的限制导致了降低压制缺陷和顶层中的开裂的风险的油墨层。事实上,限制了在压制操作期间油墨层和热固性树脂之间的可能的干扰。因为油墨负载限制为最多9克每平方米,因此可使由于油墨导致的纸的褶皱或膨胀变为可接受的水平,这确保了进一步加工的稳定。优选地,对于包含油墨的所述颜料,使用有机颜料。众所周知,当暴露于日光或其它紫外线源时,有机颜料更稳定。优选地,包含油墨的所述颜料的所述颜料具有小于250纳米的平均粒径。优选地,所沉积的着色油墨的所述干重为5克每平方米或以下,例如,4或3克每平方米或以下。优选地,打印图案完全或至少基本上由这种着色油墨组成,其中打印图案覆盖所述纸层的表面的大部分,并且优选为80%或以上。优选地,所沉积的包含油墨的颜料的所述总体积小于15毫升,或甚至更好地,小于10毫升或仍更小,例如5毫升或更小。
优选地,本发明的纸层为不透明的和/或包含作为增白剂的氧化钛。
优选地,涂覆到本发明的纸层的打印图案覆盖所述纸层的表面的大部分,并且优选为80%或以上。
优选地,在打印之前或之后并在涂覆喷墨接收体涂层之前或之后,相比于纸的重量而言,所述纸层提供有等于树脂干重的40%至250%的量的热固性树脂。实验已示出,所提供的用于纸的充分浸渍的所涂覆的树脂的该范围大程度地避免了开裂,并使纸的尺寸高度稳定。
优选地,在打印之前或之后并在涂覆喷墨接收体涂层之前或之后,纸层提供有至少使纸芯用树脂饱和的一定量的热固性树脂。当树脂的量设置成对应于纸重量的至少1.5或至少2倍时可达到这种饱和。应当清楚的是,设置在纸层上的树脂并非必须仅可存在于纸芯中,而是可在纸的两个平坦侧上形成表面层。然后,喷墨接收体涂层可存在于具有热固性树脂的这种表面层的中间物的纸的表面上。根据一个具体实施方式,首先使纸层浸透或饱和,并且之后,至少在其待打印的一侧部分地移除树脂,并可提供所述喷墨接收体涂层。
优选地,所获得的提供有树脂的纸层(即,在提供热固性树脂之后)具有低于15%的相对湿度,并且仍更好地,按重量计10%或以下。
通常,无论是否提供有树脂,纸和喷墨接收体涂层在打印时具有低于15%的相对湿度,并且仍更好地,按重量计10%或以下。
优选地,提供具有热固性树脂的所述纸层的步骤涉及在所述纸层上涂覆水和树脂的混合物。所述混合物的涂覆可涉及使纸层浸渍在所述混合物的溶池中和/或使所述混合物喷镀、喷射或以其它方式涂覆在所述纸上。优选地,树脂以计量的方式提供,例如通过使用一个或多个挤压辊和/或刮片来设定添加至纸层的树脂的量。
优选地,所述热固性树脂为三聚氰胺基树脂,更具体地,具有的甲醛与三聚氰胺的比例为1.4比2的三聚氰胺甲醛树脂。这种三聚氰胺基树脂是在压制操作中暴露于热量时发生缩聚的树脂。该缩聚反应产生作为副产物的水。本发明尤其关注这些类型的热固性树脂,即,产生水作为副产物的那些。所产生的水以及在压制前热固性树脂中的任何残留的水必须在被捕获并导致硬化层的透明度的损失之前大程度地离开硬化树脂层。现有的油墨层可阻碍蒸汽气泡向表面的扩散,然而,本发明提供用于限制这种阻碍的措施。喷墨接收体涂层在这方面是有益的,因为其可提供用于捕获这种逃逸蒸汽的附加缓冲区。当使用多孔和/或亲水的喷墨接收体涂层时(这是当使用例如二氧化硅和/或聚乙烯醇时的情况),在压制中使纸层的热固性树脂固化时产生的一些水蒸汽可以由该涂层吸收,使得该方法不太易于产生压制缺陷,诸如锁定在水蒸汽气泡中。导致类似缩聚反应的这种热固性树脂的其它实施例包括脲甲醛基树脂和苯酚-甲醛基树脂。
优选地,纸层仅在涂覆喷墨接收体涂层之后和打印之后用树脂浸渍。以这种方式使得喷墨接收体涂层完全不受用于浸渍目的而涂覆的水-树脂混合物中包含的水的影响。
由上文显而易见的是,本发明的第三方面的方法优选地包括对所打印的并提供有树脂的纸层进行热压制的步骤,至少使获得的提供有树脂的装饰纸的树脂固化。优选地,本发明的方法形成如上文所述的DPL工艺的部分,其中,使本发明的打印的并提供有树脂的纸层堆叠以压制成装饰层。当然不排除本发明的方法将形成CPL(密实层压件)或HPL(高压层压件)工艺的部分,其中装饰层至少与浸渍有树脂的多个芯纸层(例如所谓的牛皮纸)一起热压,以形成位于装饰层下方的基底,并且其中在HPL的情况下,将所获得的压制并固化的层压层或层压板粘合至另一基底,诸如粘合至颗粒板或MDF或HDF板。
优选地当装饰层松散地或已经连接或粘附于基底上时,优选地,另一树脂层在打印后涂覆在打印图案上方(例如通过叠加的方式),即提供有树脂的载体层或液体涂层。
本发明的纸层或箔可为有颜色的、着色的和/或被染色的基础纸或箔。使用有颜色的和/或被染色的基础层能够进一步限制用于获得具体图案或颜色所沉积的油墨的干重。在纸的情况下,优选地,染料或颜料在纸张形成之前添加到纸浆。根据一种变型,待打印的所述纸层或箔上的喷墨接收体涂层为有颜色的或用有颜色的颜料着色。然而,根据一般公开,喷墨接收体涂层中包含的颜料优选为无色的或白色的。
优选地,为了打印本发明的纸层或箔,应用允许喷射具有的体积小于50微微升(picoliter)的油墨液滴的数字喷墨打印机。发明人已发现,以具有15微微升或更小体积(例如10微微升)的液滴来运行在限制所沉积的油墨的干重方面带来相当大的优势。优选地,应用允许在同一打印品中以若干体积的油墨液滴运行的,或以所谓的半色调或灰度运行的数字喷墨打印机。半色调或灰度打印的可能性能够进一步限制所沉积的油墨的干重,同时保持优异的打印清晰度。优选地,应用允许清晰度达到至少200dpi,或甚至更好地至少300dpi(每英寸点数)的数字喷墨打印机。优选地,所述数字喷墨打印机是单程式的,其中纸层或箔以纸层相对于打印机或打印头的单一连续相对移动来提供所述打印图案。不排除使用其它数字喷墨打印机来实践本发明,诸如所谓的多程打印机或绘图机型打印机。在单程式打印机以及多程式打印机的情况下,打印头优选地在待打印的纸的整个宽度上延伸。这对于其中打印头需要在纸层的宽度方向上执行扫描运动的绘图机布置的情况而言并非如此。然而,这种打印机不排除应用于本发明的方法中。注意到的是,多程式打印机具有的优点在于任何失效的喷嘴可由随后程的打印隐藏。在这种类型的打印机中,喷嘴可在各程之间稍微移动,使得在纸点的具体位置上由若干喷嘴打印。通过多程器件或甚至通过绘图机,可在需要时在随后的各程之间执行自动维护或清洁。当使用包含水基颜料或所谓的水性颜料的油墨时,失效喷嘴的问题尤其相关。实际上,由于水已经变干,因此喷嘴可能被油墨颜料堵塞。例如使用UV可固化油墨而使喷嘴失效的风险降低。此外,当使用喷墨接收体涂层时,通常,喷嘴失效的风险可能提高。然而,根据本发明的第一方面的喷墨接收体涂层的双层涂覆由于减少的灰尘释放而增强了自主生产的时间。
清楚的是,根据本发明的最优选的实施方式,在打印时,纸层仍为柔韧的,并且该纸层仅在打印之后附接或放置在板形基底上。根据一种变型,纸层在打印时已经附接或松散地放置在板形基底上。可以借助脲基、苯酚基、三聚氰胺基、聚氨酯基胶和类似胶黏剂实现与基底的可能附接。这种附接可借助压制处理来实现,无论是否进行热压制处理。
优选地,本发明的第三方面的方法进一步包括在基底的与所打印的纸层相对的表面处涂覆相反层或平衡层的步骤。在纸基装饰层的情况下,相反层或平衡层优选地包括纸层和热固性树脂,优选地与顶层的树脂相同。
优选地,板形基底、可能的相反层和可能的透明或半透明层的相互粘附在同一压制处理中获得。根据第三方面的最优选的实施方式,这些步骤在DPL工艺中进行。
根据本发明的最重要的实施例,具有的重量介于60至90克每平方米的标准打印纸(像用于轮转影印的纸)提供有根据本发明的第一方面的喷墨接收体涂层,并使用具有水性着色油墨的数字喷墨打印机而打印有木质图案。随后,借助标准浸渍途径使打印的纸层提供有三聚氰胺树脂;即借助辊、浸液、喷射和/或喷镀器件。然后使提供有树脂的纸层干燥直到其残余湿度达到低于10%,优选地,大约7%。由提供有树脂的相反层、板形基底、打印的并提供有树脂的纸层和提供有树脂的纸层形成的堆叠件形成所谓的覆盖层。然后堆叠件在大约180-210℃的温度和高于20巴(例如38巴)的压力下进行少于30秒的压制。在压制时,堆叠件的表面接触结构化压制元件,诸如结构化压制板,并在获得的层压板的顶层中形成浮雕部。可能地,所获得的浮雕部可与提供有树脂的纸层的打印图案对齐地形成。
进一步清楚的是,本发明的第一方面中获得的纸或热塑性箔在用于制造地板、家具板、天花板和/或墙壁板的方法中分别适于用作装饰纸、装饰箔。
清楚的是,在本发明的方法过程中,上文提及的打印图案、板形基底、纸层和热塑性层可能必须被分开以获得它们各自的最终尺寸。借助DPL压制处理或类似处理获得的板优选地被锯开或以其它方式分开。当然不排除对所获得的板的其它处理。
借助本发明的方法生产的装饰纸的基础纸优选地具有高于20克每平方米的基础纸重(即不具有喷墨接收体涂层),其中,在地板板的情况下,获得了介于55至95克每平方米之间的重量。
借助本发明的方法生产的装饰箔的基础箔或装饰纸的基础纸优选地具有0.05毫米或更大的厚度,其中优选的厚度介于0.05至0.5毫米之间。
附图说明
为了更好地示出根据本发明的特征,在下文中,参考附图描述了作为非限制性特征的实施例的一个实施方式,其中:
图1示意性地示出了根据本发明的第一方面的方法的优选实施方式的提供有喷墨接收体涂层的纸层的一个实施方式;
图2和图3以大比例提供了图1中示出的区域F3上的视图,其中,在图2的情况下,双层喷墨接收体涂层的仅第一层已经涂覆到纸层;
图4示出了根据本发明的第三方面的一种方法的一些步骤;
图5透视地示出了借助图4的方法获得的板;
图6示出了根据图5上示出的线VI-VI的视图;
图7示出了用于使用在本发明的第一方面的其他部分的一件装置;
图8示意性地示出了在单程模式中操作的打印机的俯视图;
图9包括用本发明的处理纸对比与不附属于本发明的纸所获得的颜色密度的图表。
具体实施方式
图1示意性地示出了可用喷墨打印机打印的处理的纸层1。可打印的纸层1包括提供有喷墨接收体涂层3的纸张2,喷墨接收体涂层3包括具有第一组合物的第一层4和具有第二组合物的第二层5。在该情况中,纸张2为具有的重量为大约70克每平方米并具有低于30秒的由Gurley值表示的平均空气阻力的基础打印纸。
通常注意到的是,为了更好地示出本发明,附图中示出的纸张2和层4-层5的尺寸并非按照比例绘制。
图2和图3示出喷墨接收体涂层3包括颜料6和粘合剂7。第一层4的组合物和第二层5的组合物均包括粘合剂。喷墨接收体涂层3(更具体地,其至少第二层5)进一步包含油墨活性化合物,更具体地包括絮凝剂,如根据本发明的第一方面。然而,清楚的是,在已经涂覆有除了絮凝剂之外的油墨活性化合物(更具体地油墨去稳定剂,诸如像阳离子金属盐)的情况下,附图对于本发明的许多方面而言也是说明性的。
图2示出了其中仅第一层4涂覆到纸张2的半成品8。粘合剂7部分地并以非均匀的形式吸收到纸张2中。在表面9处呈现有松散地和/或不好地结合的颜料6。这种颜料6在进一步加工该半成品8时引起灰尘释放。所获得的第一层4的表面9也遭受不平坦的影响。
图3示出了其中第二层5也涂覆在第一层4的顶部上的纸层1。图3示出第二层5使表面9变得平坦,导致第二层和纸层1的更均匀的表面10。在该情况中,第二层5的组合物具有比第一层4的组合物低的颜料与粘合剂比例,并且额外地包含油墨活性化合物。清楚的是,不排除第一层4也可包含与第二层5的油墨活性化合物相同或不同的油墨活性化合物,并且油墨活性化合物可为不同浓度。
应注意到的是,图3为纸层的一个实施例,其中,在处理的纸层的表面处,全部颜料6的小于10的重量百分数为未结合的或自由的,并且其中第二层的表面10基本上(并且在该情况下全部地)由粘合剂7形成。
图4示出了用于制造图5和图6中示出的类型的层压板11的方法。该方法形成了对如本专利申请的介绍中描述的本发明的第三独立方面的说明。所获得的装饰板11至少包括基底12和顶层13。顶层13包括根据第一方面制造的纸层1,并提供有如在本文的情况下表现木质图案的打印图案或数字打印油墨层14。该实施例性实施方式的方法至少包括步骤S1:用热固树脂15提供具有喷墨接收层和打印图案的所述纸层1。其中,纸层1取自滚轮16并传输到第一浸渍站17,其中所述纸层被浸入在所述树脂15的溶池18(更具体地,水和树脂15的混合物)中。然后允许该纸层1搁置,同时在该情况下向上传输。搁置允许树脂15渗透纸芯。然后纸层1进入第二浸渍站19,其中在该情况下,纸层1再次被浸入在树脂15的溶池18(更具体地,水和树脂15的混合物)中。一组挤出辊20允许使得将树脂15的量涂覆到纸层1。
在该实施例中,可采用多个刮片21以用于部分地移除位于提供有树脂的纸层1的表面处的树脂。
在第二步骤S2中,使提供有树脂的纸层1干燥并使其残余湿度水平低于10%。在该实施例中使用干烤箱22,但是可替换地,可使用其它加热器件,诸如微波或红外干燥器件。
图4还示出将连续的纸层2切割为片材23并堆叠。
图4进一步示出在随后的步骤S3中,使获得的片材23或纸层1成为堆叠件以在上部压制板和下部压制板25-26之间的短的多层压机24中压制。所述堆叠件从底部到顶部包括相反层27、板形基底12、上述纸层1和保护层28,其中相反层27和保护层28均包括纸张2和树脂15。然后压制堆叠件,并且该压制处理导致堆叠件的包括基底12的组分层1-12-27-28之间的相互连接,以及使现有的树脂15硬化或固化。更具体地,这里发生三聚氰胺甲醛树脂15的缩聚反应,其中水作为副产物。
上部压制板25为结构化压制板,其在步骤S3的相同的压制处理期间通过使上部压制板25的结构化表面29与保护层28的三聚氰胺接触而在板1的三聚氰胺表面中提供浮雕部。
图5和图6示出所获得的可具有矩形和长方形形状的层压地板板的装饰板或层压板11,其具有一对长边30和一对短边31,并具有HDF或MDF基底12。在该情况下,板11至少在长边30处具有耦接装置32,其允许在垂直于耦接板的平面的方向R1上(如在垂直于耦接侧的方向R2上)和在耦接板的平面中均将相应的边30与类似板的边锁定在一起。如图6所示,这种耦接器材或耦接部分可基本上具有舌片33和凹槽34的形状,其提供有允许在方向R2上进行所述锁定的附加配合锁定器材35。
图7根据一个优选的实施方式示出了喷墨接收体涂层3的第一层4和第二层5的至少一者可通过在所述两个部分步骤的一者中将液体物质36涂覆到纸张2来获得。在该情况中示出了第一层的涂覆。装置37包括应用的相逆计量辊38。该设备37可初始地涂覆过量的液体物质36,其借助同样可用于使涂覆表面平滑的辊38而挤出为需求的重量。优选地,然后例如借助干烤箱使获得的半成品8干燥,以优选地达到低于10%(或大约7%)的残余湿度水平。然后通过涂覆喷墨接收体涂层3的第二层5而对获得的处理的纸进行进一步处理。本文未示出该处理,但其能以相当类似的方式进行。清楚的是,可使用其它涂覆技术(诸如通过同样可相逆运行的一个或多个轧花辊来涂覆)作为装置37的替代。
图8示出了具有本发明的第一方面的喷墨接收体涂层的纸层1可借助喷墨打印机39打印,在该实施例中,喷墨打印机包括打印头的延伸超出待打印的纸层1的区域的多个行40。在该实施例中,打印机39涉及单程式打印机,其中打印图案的提供涉及在打印期间所述喷墨打印机39(更具体地,行40)和所述纸层1在打印方向D上的相对运动。在该情况下,在将油墨喷射到纸层1上(更精确地,喷射在涂覆到纸张的喷墨接收体涂层3上)的过程中,行40和打印头静止而纸层1移动。纸层1在纸层1相对于打印机39或打印头的行40的单次连续运动期间进行打印。在该实施例中,获得的打印图案14包括具有通常在打印方向D上延伸的木质脉纹41的木质装饰式样。优选地,干燥站42设置在打印机39的下游。在使油墨干燥后,优选地卷起打印的纸层并以图4所示的方法作为滚轮16使用。
通过下文中进一步示出本发明的不具有任何限制性特征的本发明,参考图9列举了更多的实施例性实施方式。
实施例C:
6kg市售无定型二氧化硅(Syloid ED5)分散在41kg的水中并加热到80℃的温度。向该混合物中加入2.7kg作为颗粒表面改性剂或偶联剂的硅烷(Dynasilan),并搅拌30分钟。然后混合2.3kg作为交联剂的40%的乙二醛(BASF)并再搅拌30分钟。然后添加0.5kg同样用作交联剂的硼酸并搅拌10分钟。
单独地在90℃下将2.5kg聚乙烯醇(Mowiol 20/98Kuraray)溶于26.4kg水中,并保持搅拌直至完全溶解(2小时)。
接下来将二氧化硅分散体加入到Mowiol溶液中并充分搅拌。向该混合物中加入0.04kg匀染剂、0.04kg消泡剂和0.03kg杀真菌剂,并在将涂料装瓶并冷却之前再搅拌5分钟。所获得的涂料组合物不含任何油墨活性化合物或油墨去稳定剂。具体地,硼酸的可用性并非在于能够将油墨接收组合物的pH降低至pH 3或以下的量。
颜料与粘合剂比例为2.4/1并且固体含量按重量计为13.5%。
通过加入水使涂料达到正确粘度(23℃下涂-4杯为30秒),以用相逆的轧花辊进行涂覆。固体含量按重量计达到10%。
在空白纸(Technocel MPK 3723)上将20g/m2的涂料借助相逆的轧花辊涂覆并干燥。
实施例D:
6kg市售无定型二氧化硅(Syloid ED5)分散在41kg的水中并加热到80℃的温度。向该混合物中加入2.7kg作为颗粒表面改性剂或偶联剂的硅烷(Dynasilan),并搅拌30分钟。然后混合2.3kg作为交联剂的40%的乙二醛(BASF)并再搅拌30分钟。然后添加0.5kg同样用作交联剂的硼酸并搅拌10分钟。之后加入5kg的40%的聚DADMAC水溶液(来自Katpol的polyquat40U05)并再搅拌10分钟。聚DADMAC为用作根据本发明的油墨去稳定剂的多离子聚合物。
单独地在90℃下将2.5kg的Mowiol 20/98(Kuraray)溶于26.4kg水中,并保持搅拌直至完全溶解(2小时)。
接下来将二氧化硅分散体加入到Mowiol溶液中并充分搅拌。向该混合物中加入0.04kg匀染剂、0.04kg消泡剂和0.03kg杀真菌剂,并在将涂料装瓶并冷却之前再搅拌5分钟。
颜料与粘合剂比例为2.4/1并且固体含量按重量计为18.5%。
通过加入水使涂料达到正确粘度(23℃下涂-4杯为30秒),以用相逆的轧花辊进行涂覆。固体含量按重量计达到15%。
在空白纸(Technocel MPK 3723)上将20g/m2的涂料借助相逆的轧花辊涂覆并干燥。
实施例E:
制造了两种涂料组合物。
第一涂料组合物:
13.4kg市售无定型二氧化硅(Syloid ED5)分散在41kg的水中并加热到80℃的温度。向该混合物中加入6kg硅烷(Dynasilan)并搅拌30分钟。然后混合5.2kg的40%的乙二醛(BASF)并再搅拌30分钟。然后添加0.5kg硼酸并搅拌10分钟。之后加入5kg的polyquat40U05(来自Katpol)并再搅拌10分钟。
单独地在90℃下将2.5kg的Mowiol 20/98(Kuraray)溶于26.4kg水中,并保持搅拌直至完全溶解(2小时)。
接下来将二氧化硅分散体加入到Mowiol溶液中并充分搅拌。向该混合物中加入0.04kg匀染剂、0.04kg消泡剂和0.03kg杀真菌剂,并在将涂料装瓶并冷却之前再搅拌5分钟。
颜料与粘合剂比例为5.5/1并且固体含量按重量计为26%。
第二涂料组合物:
将46kg的第一涂料组合物与54kg的在水中占8%的Mowiol 20/98的混合物进行混合。
第二涂料组合物的颜料与粘合剂比例为0.95/1并且固体含量按重量计为17%。
通过加入水使两种涂料组合物均达到正确粘度(23℃下涂-4杯为30秒),以借助相逆的轧花辊进行涂覆。第一涂料组合物的固体含量按重量计为20%,并且第二涂料组合物具有按重量计11%的固体含量。
在空白纸(Technocel MPK 3723)上以两个部分步骤涂覆喷墨接收体涂层,其中分别为,通过相逆的轧花辊用12g/m2的第一涂料组合物涂覆第一层并且然后干燥,并且随后,同样借助相逆的轧花辊用12g/m2的第二涂料组合物在其上涂覆第二层并且然后干燥。
打印打样:
使用预计量涂覆方法以将油墨涂覆在实施例C至实施例E的处理的纸上,同样涂覆在标记为纸A的未处理的基础纸(Technocel MPK 3723)上和标记为纸B的市售喷墨品质纸。纸的高吸收排除了线棒涂覆(Mayer巴coating)。为此,使用具有100行/英寸的打印板和水基红色数字打印油墨的来自RK打印涂覆仪器的K打印打样机。
然后通过Byk Spectro指南来分析打印品以测量L、a和b值。然后,通过将a与b相乘并将其除以L来计算CD(颜色密度)值。然后根据CD值对所有纸A至E进行排序,这在图9中示出。横坐标包含不同的测试纸,其中A为未处理的基础纸,B为市售的喷墨品质纸,并且C至E对应于实施例C至实施例E的处理的纸。纵坐标给出用各自的纸获得的CD值。较高的CD值意味着更好的光密度并意味着更好的图像质量。这种简化的颜色密度(CD)值允许对涂覆进行快速评估并排序。
从图9可看出,在喷墨接收体涂层中使用油墨去稳定剂对所获得的颜色密度具有显著影响。在其中以两个步骤涂覆具有不同的涂料组合物的喷墨接收体涂层的优选的实施方式中达到了特别高的颜色密度。
本发明不以任何方式限制于上述实施方式,而是在不脱离本发明的范围的情况下可根据若干变型来实现这样的方法、纸层、热塑性箔和可塑性热固性树脂箔。

Claims (15)

1.一种在用于制造可用喷墨打印机打印的纸或热塑性箔中使用的油墨接收体涂层(3),其中所述纸或箔分别用作层压板中的装饰纸、装饰箔,其中所述纸(1)或箔在至少一侧上涂覆有所述油墨接收体涂层(3),所述油墨接收体涂层至少包含颜料(6)和粘合剂(7),其特征在于,所述油墨接收体涂层(3)进一步包含油墨活性化合物、更具体地为油墨去稳定剂。
2.根据权利要求1所述的油墨接收体涂层(3),其特征在于,所述油墨活性化合物包含多离子聚合物,优选地,聚DADMAC。
3.根据权利要求1或2所述的油墨接收体涂层(3),其特征在于,所述油墨活性化合物包含改变所述喷墨接收体涂层(3)的pH的物质,优选使得喷墨接收体涂层组合物具有3或以下的pH。
4.根据权利要求3所述的油墨接收体涂层(3),其特征在于,所述物质选自由甲酸、酒石酸、乙酸、盐酸、柠檬酸、磷酸、硫酸、AlCl3和硼酸组成的列表。
5.根据前述权利要求中任一项所述的油墨接收体涂层(3),其特征在于,所述油墨活性化合物包含金属盐,优选阳离子金属盐。
6.根据权利要求5所述的油墨接收体涂层(3),其特征在于,所述金属盐选自由CaCl2、MgCl2、CaBr、MgBr2、CMA(醋酸钙镁)、NH4Cl、醋酸钙、ZrCl4和醋酸镁组成的列表。
7.根据前述权利要求中任一项所述的油墨接收体涂层(3),其特征在于,所述油墨活性化合物包含絮凝剂。
8.根据权利要求7所述的油墨接收体涂层(3),其特征在于,所述絮凝剂选自由铝酸钠、双硫酸盐诸如明矾、聚氯化铝、聚丙烯酸酯、双氰胺和聚丙烯酰胺组成的列表。
9.根据前述权利要求中任一项所述的油墨接收体涂层(3),其特征在于,所述喷墨接收体涂层(3)具有在0.1/1与25/1之间、优选在1/1与20/1之间的颜料与粘合剂的比例。
10.根据前述权利要求中任一项所述的油墨接收体涂层(3),其特征在于,所述颜料(6)具有在100与16000m2颜料的表面/m2纸或箔的表面之间,并且优选地在150与5000m2/m2之间的颗粒表面积。
11.根据前述权利要求中任一项所述的油墨接收体涂层(3),其特征在于,所述颜料(6)具有100nm至20μm的平均粒径。
12.根据前述权利要求中任一项所述的油墨接收体涂层(3),其特征在于,所述颜料(6)具有1μm与12μm之间的,并且甚至更好的2μm至7μm是理想的粒径。
13.根据前述权利要求中任一项所述的油墨接收体涂层(3),其特征在于,所述颜料(6)是多孔无机颜料。
14.根据前述权利要求中任一项所述的油墨接收体涂层(3),其特征在于,所述颜料(6)包含沉淀二氧化硅、无定形二氧化硅和/或气相二氧化硅。
15.根据前述权利要求中任一项所述的油墨接收体涂层(3),其特征在于,所述喷墨接收体涂层(3)以至少两部分步骤涂覆,其中分别地,用第一组合物涂覆第一层(4),并且随后,用第二组合物涂覆第二层(5),两种组合物至少包含所述粘合剂(7)。
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