CN1330826C - 装饰用纸基 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造装饰纸或装饰膜的装饰用纸基，它由含有纸浆纤维和填料的纸浆形成，并且其具有非改性的和阳离子改性的纸浆作为纸浆混合物，该混合物可使装饰用纸基的强度得到改进。

Description

装饰用纸基
本发明涉及一种装饰用纸基，装饰膜或由它制成的装饰用层压塑料。
在家具制造过程中以及进行内部修整工作时，优选使用装饰用涂布材料即所谓的装饰用纸基或装饰膜用于表面涂布。装饰膜包括人造树脂浸渍的或人造树脂浸渍并经表面处理的、印刷的或未印刷的纸幅。装饰膜被粘贴到一压板上。
具有完全浸渍纸芯的装饰膜与预浸料坯的装饰膜之间的差别取决于浸渍工艺的类别，在预浸料坯的装饰膜中，纸仅在造纸机上部分地浸渍。层压塑料(高压层压材料)是通过将几个层合在一起的浸渍纸进行压制制成的。这些层压塑料的结构一般是由一透明的贴面层(可产生最高的表面阻力)，一人造的树脂浸渍装饰纸以及一涂有酚醛树脂的牛皮纸组成。硬纸板、刨花板和胶合板是可用做基材的材料。
在按短周期工艺生产的层压材料(低压层压材料)中，浸渍有人造树脂的装饰纸直接与例如背板的基材在低压下模压在一起。
在上述涂布材料中使用的装饰纸可以是白色或彩色的并且可有和没有附加的压印。
作为用于制造上述涂布材料的初始材料，这种装饰用纸基具有特殊的要求，例如为了更好的覆盖基材要具有高的不透明性，片材均匀的匀度和定量以保证均匀的树脂吸收，高的耐光性，高的纯度以及色彩均匀性以确保将被印刷的图案的良好再现性，高的耐水性以保证浸渍过程的顺利进行，相当的吸收能力以实现所需的树脂饱和度，在造纸机上进行再辊压加工期间的干强度以及在印刷机上进行印刷时的干强度。
装饰用纸基一般是由主要为硬木浆的高白硫酸盐浆，最高可达45％的颜料和填料以及湿强度剂，留着剂和固定剂组成。装饰用纸基与传统纸不同的是其含有很高比例的填料，并且还进行使用已知施胶剂如烷基烯酮二聚体对纸进行常规的内部或表面施胶。
不透明是装饰纸基最重要的特性之一。其特征在于相对于基材的遮盖能力。为了保证充分地不透明，在纤维材料中加入高含量的填料。为了使填料很好的保留在片材中，各种留着剂被加到纸浆中。可另一方面，随着颜料和填料比例的增加，纸的强度和浸渍性能就会受到减损。
可是在穿过印刷机或在造纸机上进行再辊压加工的过程中，装饰用纸基的强度特别是干强度对于连续生产是很重要的。
当使用水溶性树脂体系来浸渍装饰纸时，湿抗张强度是很重要的。湿抗张强度定义为在湿状态下的机械负载能力。而这一般是在造纸的过程中通过加入湿强度剂来实现的。
由于要使装饰用纸基同时满足各方面的要求是很难的，所以仍然需要改进已知的装饰用纸基。特别是在纸基的不透明和强度性能方面。
因此，本发明的目的是提供一种具有高机械强度，高不透明和充分的吸收能力(浸渍能力)的装饰用纸基。
该目的是通过使用装饰用纸基来实现的，该纸基由纸浆纤维和填料组成的纸浆以及传统的助剂构成，其中纸浆纤维由非改性的和阳离子改性的纸浆混合物组成。
即使在纸悬浮液中没有加入干强度剂，但还是惊奇的发现其干强度得到了改进。加入阳离子改性的纸浆不会减少装饰用纸基的其它重要性能，例如浸渍能力或不透明性。
阳离子改性的纸浆包括那些来自于DAS PAPIER(Issue12(1980)，pp.575-579)已知的纸浆。它们在装饰用纸基中的使用以及所实现的强度的增加都不能从现有技术中收集到。
纸浆混合物优选含有相对于纸浆混合物的重量至少5wt.％比例的阳离子改性的纸浆纤维。现已证实纸浆混合物中的阳离子改性的纸浆的比例为10～50wt.％特别是10～20wt.％时是尤其有利的。
在本发明的一个具体的实施方案中，含在纸浆中的阳离子改性的纸浆所显示出的有效阳离子电荷为20～300mmol/kg纸浆，它是根据DarmstadtTechnical University的内部方法4测定的。优选具有电荷密度为30～200mmol/kg，特别是30～100mmol/kg的纸浆纤维。术语“有效的阳离子电荷”被理解为这样的电荷密度，该电荷密度抵消了非阳离子化的纸浆中的电荷密度。纸浆中的电荷密度取决于所使用的阳离子试剂的量。阳离子剂的量为每1kg纸浆0.005～200g。
纸浆纤维的阳离子改性是通过将纤维与环氧氯丙烷和叔胺反应实现的，或通过与季铵氯化物例如氯代羟基丙基三甲基氯化铵或缩水甘油三甲基氯化铵反应实现的。
此外，纸浆纤维可经带电单体例如[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]三甲基氯化铵(TMAEMA)与诸如丙烯酰胺的中性共聚单体的自由基堵塞来实现阳离子化。
在本发明的一个优选实施方案中，所用的纸浆纤维是经季铵化合物中的缩水甘油官能团与纸浆中的羟基间的加成反应而进行阳离子改性的。
非改性的纸浆与阳离子改性的纸浆优选是具有平均纤维长度为0.5～0.7mm的短纤维纸浆，但也可使用长纤维纸浆或两种纸浆类型的混合物。短纤维纸浆包括杨树，山毛榉或桉树硬木纸浆，优选桉树。纸浆优选的游离度值为30～45°SR。
合适的填料包括二氧化钛，特别是金红石型，硫化锌，碳酸钙，高岭土，滑石或其混合物。特别优选用Al2O3进行表面处理的金红石型二氧化钛。在装饰用纸基中填料的比例最高可达55wt.％，尤其是在20～45wt.％之间。
湿强度剂包括蜜胺/甲醛树脂，聚胺衍生物或聚酰胺衍生物，其用量相对于纸浆的重量为0.3～2wt.％。
装饰用纸基可含有其它的物质例如有机的和有机着色的颜料，染料，光学增白剂和分散体，它们可在制造装饰用纸基的纸悬浮液时加入。
本发明的装饰用纸基可在造纸机上以已知的方式来生产，其定量范围在50～200g/m2之间。为此目的，由阳离子改性的纸浆和非改性的纸浆组成的纸浆混合物被精制成游离度值为30～45°SR，浓度为2～4wt.％。填料和湿强度剂被加到混合槽中并与纸浆混合物彻底地混合。用这种方式得到的稠物质被稀释成浓度约1％，如果需要的话，可与其它的助剂例如留着剂，去泡剂，硫酸铝和可能的湿强度剂结合使用。该稀的物质经造纸机的网前箱搜集到网部。纤维纸幅被形成，在脱水，干燥后得到装饰用纸基。
为了制造装饰纸，用通常用于此目的的人造树脂分散体来浸渍或饱和装饰用纸基。通常用于此目的的人造树脂分散体包括基于聚丙烯醛基酯或聚丙烯醛基甲基酯的那些，聚醋酸乙烯酯，聚氯乙烯或基于苯酚/甲醛，脲/甲醛或蜜胺/甲醛预缩合物或其相容混合物的人造树脂溶液。
浸渍也可在造纸机的施胶压榨的过程中进行。用这种方式浸渍装饰用纸基是为了不让纸在其通过的整个路径上完全浸渍上。这种装饰纸也称为预浸件。在此情况下，经浸渍引入到装饰用纸基中树脂的比例相对于纸的重量为25～30wt.％。
在干燥后，饱和的纸也可进行涂漆和印刷，并且可随后施加到一基材例如木板上。涂漆的以及印刷(如果需要的话)的产品一般称为装饰膜。
本发明将用下面的实施例作更加详细地描述。除了另行说明外，数据都是相对于纸浆重量的重量百分比。
实施例1
一纸浆混合物，它由16.7wt.％的经缩水甘油三甲基氯化铵(Quab151)改性的桉树纸浆，其电荷密度为34.8mmol/kg和具有平均纤维长度为0.7mm的83.3wt.％的标准桉树纸浆组成，该纸浆混合物在3％的浓度下精制成游离度值为33°SR。然后，将100wt.％TiO2(金红石，d＝3.9g/m3)和2wt.％聚酰胺/聚胺-环氧氯丙烷树脂加到纸浆悬浮液中，由其制造的纸基其G.S.M为97g/m2。
实施例2
一纸浆混合物，它由50wt.％的经缩水甘油三甲基氯化铵改性的桉树纸浆，其电荷密度为34.8mmol/kg和50wt.％的标准桉树纸浆组成，该纸浆混合物在3％的浓度下精制成游离度值为33°SR。在实施例1中列举的其它物质被加到纸浆悬浮液中，由其制造的纸基其G.S.M为95g/m2。
实施例3
一纸浆混合物，它由16.7wt.％的经缩水甘油三甲基氯化铵(Quab151)改性的桉树纸浆，其电荷密度为65.5mmol/kg和83.3wt.％的标准桉树纸浆组成，该纸浆混合物在3％的浓度下精制成游离度值为38°SR。然后，在实施例1中列举的其它物质被加到纸浆悬浮液中，由其制造的纸基其G.S.M为95g/m2。
实施例4
一纸浆混合物，它由16wt.％的经3-氯-2-羟丙基二甲基十二烷基氯化铵(Quab342)改性的桉树纸浆，其电荷密度为56.5mmol/kg和84wt.％的标准桉树纸浆组成，该纸浆混合物在3％的浓度下精制成游离度值为39°SR。然后，在实施例1中列举的其它物质被加到纸浆悬浮液中，由其制造的纸基其G.S.M为95g/m2。
实施例5
一纸浆混合物，它由具有电荷密度为153.7mmol/kg的16.7wt.％经2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基三甲基氯化铵与丙烯酰胺改性的桉树纸浆和83.3wt.％的标准桉树纸浆组成，该纸浆混合物按照实施例1的方法进行精制并用同样的物质(颜料和湿强度剂)加工成纸基，其G.S.M为96g/m2。
比较例
按实施例1将各种物质加到纸浆悬浮液中，该悬浮液由100wt.％具有3％浓度和纸浆纤维游离度值为36°SR的标准桉树纸浆组成，由其制造的纸基G.S.M为94g/m2。
根据实施例和比较例得到的装饰用纸基的测试
使用下面的测试程序来评估制成的装饰用纸基：
测量在纸浆中的阳离子电荷
根据Darmstadt Technical University内部方法4进行测定。用于测定纸浆中阳离子基团的测量方法是一种比色程序。比色方法使用染料甲基橙的染料离子来中和纤维中和纤维上的电荷。在此过程中溶液中的染料离子逐渐被耗尽。该浓度的减少可用UV分光仪来探测。被阳离子基团吸附的甲基橙的量计为在盲板样品中比色测定的甲基橙的量与在残留样品中测定的甲基橙的量之间的差值。阳离子基团的含量用mmol/kg来表示。
树脂吸收作用[％]
该试验的目的是评估装饰纸吸收蜜胺树脂的能力。为此目的，将两个试验条(15×100mm)浸渍在蜜胺树脂MW550中，在一个平的表面上将吸墨纸放在两个条之间，用接触重量加载15秒钟，然后再称重。树脂的吸收作用是以称出重量百分含量来计算的。
不透明
不透明是用来测量纸的光透过性。对8×8cm纸试验条使用Elrepho2000色度计进行测量。
干抗张强度
该试验用来测定纸基的抗张强度和伸长性。它使用15×200mm的纸条在由Lorentzen&Wettre制造的抗张试验仪上根据DIN53112完成并以N来表示该值。数值越高，干强度就越好。
湿抗张强度
所进行的试验是用来评估纸基的湿抗张强度的。为此目的，将15mm宽的试验条浸渍在蒸馏水中5分钟。然后，在抗张试验机上测试湿条的湿抗张强度。测出的值以N表示。数值越低，湿强度就越差。
灰分含量
将1g以条状形式的纸在23℃/50％相对湿度下处理至少30分钟，然后将其引入焚烧炉中焚烧成灰。灰分被输送到瓷坩埚中称重。用％表示的灰分来自于用g×100称出的量。该灰分含量可换算成g/m2。
表1总结了试验的结果。
表1
    试验   实施例   比较例
  1     2     3    4     5
  干抗张强度，N   30.0     32.0     29.6    25.1     29.6     24.4
  湿抗张强度[N]   6.1     6.0     4.8    4.8     6.1     6.1
  灰分含量[g/m2]   33.2     34.0     32.4    32.0     32.4     32.0
  不透明[％]   91.4     91.0     91.7    91.4     91.0     91.1
  树脂吸收作用[％]   85.5     85.5     84.6    84.8     85.0     85.4
结果表明装饰纸基的干强度通过使用阳离子改性的纸浆而得到提高，其中不需要另外使用干强度剂。本发明装饰纸基的浸渍容量和不透明性是非常优异的。甚至可观察到所用填料留着性的提高。
在几个试验中都观察到通过增加湿强度剂的比例或通过添加阴离子物质可使湿强度减小到所希望的程度。

Claims (8)

1.一种装饰用纸基，它由含有纸浆纤维和填料的纸浆形成，其特征在于所述纸浆含有一纸浆混合物，该混合物由非改性的和阳离子改性的纸浆组成。
2.根据权利要求1的装饰用纸基，其特征在于阳离子改性的纸浆显示出的有效阳离子电荷为20～300mmol/kg。
3.根据权利要求1或2的装饰用纸基，其特征在于纸浆纤维用具有缩水甘油官能团的季铵化合物来改性。
4.根据权利要求1的装饰用纸基，其特征在于在纸浆混合物中的阳离子改性的纸浆的量至少为5wt.％。
5.根据权利要求1的装饰用纸基，其特征在于阳离子改性的纸浆是平均纤维长度为0.5-0.7mm的短纤维纸浆。
6.根据权利要求1的装饰用纸基，其特征在于纸浆含有湿强度剂，其含量相对于纸浆量为0.3～2wt.％。
7.根据权利要求1的装饰用纸基，其特征在于填料是二氧化钛，碳酸钙，高岭土，滑石或其混合物。
8.一种装饰纸或装饰膜，含有根据权利要求1～7之一的装饰用纸基。
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