DE102004002207A1

DE102004002207A1 - Verfahren zur Herstellung eines Dekorpapiers sowie dessen Verwendung

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Publication number: DE102004002207A1
Application number: DE200410002207
Authority: DE
Inventors: Gerold Bausch; Gunter Dr. Nink; Albert Sester; Rolf Weil; Nikolaus Dr. Grainer
Original assignee: Papierfabrik August Koehler SE
Current assignee: Papierfabrik August Koehler SE
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2005-08-11

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung eines Dekorpapiers mit einem Pigmentstrich. Dabei wird eine ein Weißpigment, insbesondere Titandioxid enthaltende wässrige Streichfarbe auf ein fakultativ mit Pigmenten gefülltes Streichrohpapier berührungslos mittels des Curtain-Coating-Verfahrens aufgetragen. Das Flächengewicht des Streichrohpapiers liegt zwischen etwa 28 bis 65 g/m·2·. Die aufgetragene wässrige Streichfarbe hat einen Feststoffgehalt von etwa 30 bis 75 Gew.-%. Nach Auftrag der wässrigen Streichfarbe wird in üblicher Weise getrocknet. Darüber hinaus betrifft die Erfindung die vorteilhafte Verwendung des nach diesem Verfahren hergestellten Erzeugnisses zur Dekoration von Beschichtungswerkstoffen. Das beschriebene Verfahren läßt sich wirtschaftlich unter Erhalt eines vorteilhaften Verfahrenserzeugnisses führen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dekorpapiers mit einem Pigmentstrich sowie die vorteilhafte Verwendung eines solchen Dekorpapiers für dekorative Beschichtungszwecke.

Bisher verwendete man bei der Füllung des Basis-Rohpapiers vorwiegend Titanweiß-Pigmente, ggf. mit Pigment-Abmischungen. Das Basispapier hatte dabei beispielsweise ein Flächengewicht von etwa 75 g/m². Um die notwendige Opazität im Hinblick auf die verschiedenen Anwendungsfälle im Dekorpapier-Bereich zu erreichen, war es üblich, die Menge an Titanweiß-Pigment auf etwa 40 Gew.-% einzustellen. Üblicherweise wurden bei der Herstellung des Rohpapiers vorwiegend Kurzfasern (ca. 80%, beispielsweise Eukalyptuszellstoff und Langfasern (20%, üblicherweise Nadelholz-Zellstoff) verwendet. Es schließt sich in der Regel eine gleichgewichtige Imprägnierung an, d.h., es wurden etwa 75 g/m² Imprägnierharz appliziert. Die Herstellung eines derartigen Dekorpapiers erfolgte in der Papiermaschine, wobei jedoch keine Beschichtungseinrichtung integriert war. Das Imprägnieren konnte in vielfältiger Weise erfolgen, beispielsweise mit in-line oder off-line-Verfahren durch Tränken, Tauchen oder Beschichten.

Aus den obigen Schilderungen wird deutlich, daß es Schwierigkeiten bereitete, leichtgewichtige Papiere herzustellen. Hierbei sind gewisse Grenzen gesetzt, da der zur Erreichung der geforderten Opazität notwendige Titandioxid-Pigment-Anteil infolge der niedrigen Faserstoffmasse nicht problemlos einzuarbeiten war. Bei dem oben beschriebenen Verfahren treten weitere Nachteile auf. So gelangt bei der Herstellung des Rohpapiers ein nicht unerheblicher Anteil des Titanweiß-Pigmentes ins Abwasser. Dies ist wirtschaftlich nachteilig, da Titanweiß-Pigmente sehr teuer sind. Zwar kann bei einer optimalen Verfahrensführung das Titanweiß-Pigment im Kreislauf geführt werden. Dies bedeutet jedoch einen zusätzlichen Aufwand und führt häufig zu einer ungewünschten Kreislaufbelastung.

Die angesprochenen Probleme werden zum Teil durch einen Vorschlag des Standes der Technik gelöst, der sich aus der Veröffentlichung der Papiertechnischen Stiftung (PTS), München, mit dem Titel "Die Einsparung von Titan-Dioxid-Füllstoff durch Optimierung der Pigmentverteilung im Papier", (sh. ISSN0937-2091, 1. Auflage 1998, Ausgabe Dezember 1998) ergibt. Hierbei erfolgt eine Reduzierung der Masse an Titandioxid im Rohpapier. Diese Reduzierung wird durch eine Streichfarbe mit einem angepaßten Gehalt an Titanweiß-Pigment kompensiert. Der Auftrag der Streichfarbe erfolgt hierbei nach dem Filmpress-Verfahren.

Das Prinzip des Filmpressen-Auftrags besteht darin, einen Streichfarbenfilm auf eine Walze aufzutragen. Dort erfolgt eine Vordosierung mit einer Rakeleinrichtung, wobei häufig gerillte oder glatte Stäbe zum Einsatz kommen. Es wird in der Regel beidseitig aufgetragen. Dieses Verfahren hat wesentliche Nachteile, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten durch großen mechanischen Verschleiß der Auftrags-, Dosier- und Egalisierelemente (Walzen, Rakel, Dosierantrag) infolge der Abrasivität der Pigmente. Darüber hinaus entstehen durch das Öffnen des Nips häufig Farbnebel, Filamentbildung (Fäden bzw. Faden ziehen) und Tropfenbildung. Daraus resultieren eine unangenehme Verschmutzung der Maschine, Strichdefekte und unerwünschte Unregelmäßigkeiten in der Strichoberfläche. Es tritt der sogenannte "Orangenschaleneffekt" auf. Diese nachteiligen Effekte treten insbesondere bei hoher Auftragsgeschwindigkeit in Erscheinung. Der Trockenauftrag der Streichfarbe liegt nur bei etwa 3 bis 30 g/m², vorzugsweise bei 8 bis 20 g/m². Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Papierbahn so stark mechanisch beansprucht wird, daß es häufig zu Abrissen im Filmpressen-Streichwerk kommt, was sich besonders nachteilig beim On-line-Betrieb auswirkt.

Die nach den bekannten Verfahren hergestellten Dekorpapiere zeigen keine zufriedenstellende Bedruckbarkeit. Eine wünschenswert hohe Retention der Pigmente wird nur unvollständig erreicht.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die oben angesprochenen Nachteile des Verfahrens des Standes der Technik zu beheben, insbesondere eine störungsfreie Verfahrensführung und eine Absenkung der Kosten beim Rohmaterial unter weitgehendem Ausschluß von Retentionsproblemen zu gewährleisten, wobei insbesondere eine schnellstmögliche Verfahrensführung vorgesehen ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine wässrige Streichfarbe auf ein fakultativ mit Pigmenten gefülltes Streichrohpapier berührungslos mittels des Curtain-Coating-Verfahrens aufgetragen wird, wobei von einem fakultativ mit Pigmenten gefüllten Streichrohpapier eines Flächengewichts von etwa 28 bis 65 g/m² und einer wässrigen Streichmasse eines Feststoffgehaltes von etwa 30 bis 75 Gew.-% ausgegangen wird, und getrocknet wird.

Nach dem Auftrag der Streichfarbe wird die Papierbahn in üblicher Weise getrocknet. Dies erfolgt im allgemeinen in einem Temperaturrahmen von etwa 70 bis 200°C, insbesondere von etwa 80 bis 130°C, wobei eine Trockenkanal- und Zylindertrocknung je nach Erfordernis kombiniert werden können.

Kerngedanke des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Curtain-Coating-Verfahren mit dem bedeutsamen Vorteil, dass die wässrige Streichfarbe berührungslos auf das jeweilige Streichrohpapier, im vorliegenden Fall fakultativ mit Pigmenten gefüllt, aufgetragen werden kann. Das Curtain-Coating-Verfahren ist insbesondere dort vorteilhaft, wo es auf einen verschleißfreien Auftrag von abrasiven Pigmenten ankommt. Das Curtain-Auftragsaggregat besteht im wesentlichen aus einem Behälter, der eine Schlitzdüse aufweist, aus der die aufzutragende Streichmasse bzw. Streichfarbe in freiem Fall auf die jeweilige Papierbahn bzw. deren zu beschichtende Oberfläche aufgebracht wird. Dabei können insbesondere folgende Parameter variiert werden: Auftragsmenge, Bahnbreite, Düsenspaltöffnung sowie gewählter Druck, der einwirkt, und Vorhangfallhöhe.

Die eingesetzte wässrige Streichfarbe lässt sich wie folgt vorteilhaft gestalten: So beträgt der Feststoffgehalt der Streichmasse vorzugsweise etwa 40 bis 60 Gew.-%. Wird der Wert von 40 Gew.-% unterschritten, dann sind die zu erreichenden Auftragsgewichte zu niedrig. Ein Wert von mehr als 60 Gew.-% führt dazu, dass insbesondere dann, wenn diese Feststoffmenge im wesentlichen auf den Pigmentgehalt zurückgeht, die Kontinuität des Vorhangfilmes beeinträchtigt wird. In solchen Fällen kann es passieren, dass der Vorhang aufreißt bzw. abreißt. Vorzugsweise wird die Fallhöhe der Streichfarbe bei der Durchfüh rung des Curtain-Coating-Verfahrens auf etwa 5 und 35 cm, insbesondere auf etwa 8 bis 20 cm, eingestellt. Die Einhaltung dieser Rahmenbedingungen führt dazu, dass der Vorhang auch bei hohen Geschwindigkeiten kontinuierlich erhalten bleibt. Entsprechendes gilt für die folgenden physikalischen Angaben, die eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens begünstigen: Viskosität von etwa 150 bis 1500 mPas (Brookfield, 100 U/min, 25 °C), insbesondere etwa 250 bis 900 mPas, Oberflächenspannung zwischen etwa 25 und 60 mN/m, insbesondere von etwa 27 bis 40 mN/m (statische Ringmethode nach Du Noüy).

In Einzelfällen ist es zweckmäßig, wenn die Streichfarbe Verarbeitungshilfsmittel enthält, insbesondere oberflächenaktive Substanzen, Retentionshilfsmittel, Tenside, CMC, Calciumstearat und/oder (Meth)-Acrylsäure/(Meth)-Acrylamid-Copolymere. Zur Begünstigung der Opazität wird der Streichfarbe in der Regel Titandioxid als besonders wirksames, die Opazität erhöhendes Weißpigment einverleibt, insbesondere in Form von Rutil, gegebenenfalls in Beimischung mit Anatas.

Zur Einstellung einer wünschenswert hohen Bedruckbarkeit können der Streichfarbe weitere Additive einverleibt werden, wie insbesondere übliche anorganische Extenderpigmente, wie Clays, kalzinierte Clays, Natriumaluminosilikat, Aluminiumoxid, Kieselsäuren, Diathomeenerde und/oder Magnesiumsilikate, sowohl synthetischer als auch natürlicher Herkunft. Darüber hinaus ist es in Einzelfällen vorteilhaft, der Streichfarbe lichtstabile, alterungsbeständige Farbmittel, insbesondere Farbpigmente einzuverleiben, wobei es sich insbesondere um Farbpigmente in Form von Metalloxiden, insbesondere Eisenoxiden, und/oder von lichtechten organischen Pigmenten handelt.

Es ist ferner bevorzugt, wenn die Pigmente der Streichfarbe und/oder des fakultativ mit Pigmenten gefüllten Streichrohpapiers eine Teilchengröße von etwa 0,1 bis 10 μm, insbesondere von etwa 0,1 bis 2,0 μm aufweisen. Dieser Bereich garantiert optimale Eigenschaften, insbesondere im Hinblick auf einen wünschenswerten Grad an Opazität.

Bei der Auswahl des fakultativ mit Pigmenten gefüllten Streichrohpapiers unterliegt die Erfindung keiner wesentlichen Einschränkung. Es hat sich gezeigt, dass besonders gute Ergebnisse dann erzielt werden, wenn die Streichfarbe auf eine Papier- oder Kartonbahn aufgetragen wird, um insbesondere eine Bekk-Glätte gemessen nach DIN 53101, von etwa 150 bis 2000 s, insbesondere etwa 200 bis 1000 s, einzustellen.

Die Streichfarbe enthält neben den angesprochenen Pigmenten bzw. weiteren Additiven ein Bindemittel, vorzugsweise in Form von Homo- und/oder Copolymeren. Hierbei gibt es keine wesentlichen Beschränkungen. Es ist es von Vorteil, wenn die Homo- und/oder Copolymere auf Basis von (Meth-)Acrylsäure, (Meth-)Acrylamid, Styrolacrylamid, Melaminharzen und/oder Harnstoffharzen beruhen. Die (Meth-)Acryl-Polymeren garantieren bei einem relativ niedrigen Gehalt eine hohe Bindefestigkeit des fertigen Pigmentstrichs, so dass dieser durch gelegentlich auftretende Angriffskräfte nicht aufreißt bzw. relevant beschädigt wird.

Das im Rahmen der Erfindung eingesetzte bzw. nach dem Curtain-Coating-Verfahren mit einem Pigmentstrich versehen Streichrohpapier kann fakultativ mit Pigmenten gefüllt sein. Bezüglich des Pigmentgehaltes ist es für das erfindungsgemäß erhaltene Dekorpapier von Vorteil, wenn der Gesamtgehalt an Pigment (im Oberflächenstrich sowie einschließlich im fakultativ mit Pigmenten gefüllten Streichrohpapier) weniger als etwa 60 Gew.-% beträgt, insbesondere weniger als etwa 40 Gew.-%. Ist der Gehalt an Pigment zu hoch, dann werden die wünschenswerten physikalischen Eigenschaften, wie Nass- und Trockenbruchlast und dergleichen, nicht in dem erforderlichen Umfang erhalten. Den Mindestgehalt bemisst die Anforderung an die Opazität.

Dem erfindungsgemäß gestrichenen Streichrohpapier können neben den fakultativen Pigmenten noch weitere Materialien einverleibt werden, so beispielsweise zur Dimensionsstabilisierung neben natürlichen Fasern synthetische Fasern. Dabei wird es bevorzugt, wenn der Langfaseranteil auf etwa 0 bis 40%, insbesondere etwa 5 bis 40%, und der Kurzfaseranteil auf etwa 60 bis 100%, insbesondere auf etwa 60 bis 85%, eingestellt ist.

Bei der Zusammensetzung des erfindungsgemäß angestrebten weißen Dekorpapiers ist es von besonderem Vorteil, wenn die Hauptkomponenten des Rohpapiers ein Zellstoffgemisch aus Eukalyptus-Kurzfasern und Nadelholz-Langfasern darstellen, wobei das Weißpigment Titandioxid ist. Es können geringe Mengen an Farbpigmenten zur Nuancierung neben ebenfalls untergeordneten Mengen an Kaolin vorliegen. Eine weitere Komponente ist vorzugsweise ein Nassfestmittel, das den Faserzusammenhalt beim späteren Imprägnierprozeß sicherstellen soll.

Im allgemeinen wird das Streichrohpapier, fakultativ mit Pigmenten gefüllt, nicht in vollständig trockenem Zustand anhand des Curtain-Coating-Verfahrens mit einem Pigmentstrich versehen. Zweckmäßigerweise liegt der Feuchtigkeitsgehalt des zu bestreichenden Streichrohpapiers zwischen etwa 2 und 15 Gew.-%, insbesondere etwa 2 bis 8 Gew.-%. Ein zu trockenes Streichrohpapier würde sich in nachteiliger Weise in Einzelfällen elektrostatisch zu hoch aufgeladen und insgesamt die Produktionssicherheit bzw. Laufsicherheit beeinträchtigen. Bei zu hohem Feuchtigkeitsgehalt des Ausgangsstreichrohpapiers hätte dieses keine hinlängliche mechanische Festigkeit bzw. Dimensionsstabilität.

Das Auftragsgewicht der Streichfarbe unterliegt keiner kritischen Beschränkung. Vorzugsweise wird dieses bei einseitigem Auftrag auf bis zu etwa 40 g/m², insbesondere bis zu etwa 30 g/m², und bei beidseitigem Auftrag auf jeweils bis zu etwa 30 g/m², insbesondere bis zu etwa 25 g/m², eingestellt. Vorzugsweise wird die Auftragsmenge bei einseitigem Auftrag zwischen etwa 5 und 20 g/m² und bei beidseitigem Auftrag jeweils auf 5 bis 12 g/m² eingestellt.

Nach Aufbringen eines ersten Pigmentstrichs anhand der beschriebenen Streichfarbe und anschließendem Trocknen können ein oder mehrere weitere Pigmentstriche ausgebildet werden. Hierdurch kann ein dickerer Pigmentstrich erhalten werden, was im Einzelauftrag beschwerlich wäre.

Wenngleich das Streichwerk sowohl off-line als auch in-line betrieben werden kann, ist es im allgemeinen dennoch von Vorteil, insbesondere bei größeren Produktionsanlagen, den Betrieb in-line zu führen. Bei kleineren Betriebsanlagen kann in Einzelfällen das off-line-Verfahren von Vorteil sein.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Verfahrensführung mit sehr hohen Geschwindigkeiten möglich ist. So kann die Verfahrensgeschwindigkeit problemlos auf mindestens etwa 500 m/min, insbesondere mehr als 750 m/min, eingestellt werden. Es ist aber auch möglich, die Geschwindigkeit auf mindestens etwa 1000 m/min, insbesondere mindestens etwa 1500 m/min, einzustellen. Diese Werte können bei entsprechender Anpassung von Streichfarbe, Auftragsgewicht und Streichrohpapier überschritten werden, beispielsweise bei mehr als 1750 m/min liegen. Hierbei können uneingeschränkt auch sich im allgemeinen nachteilig abrasiv auswirkende Pigmente herangezogen werden, da die abrasive Streichmasse berührungslos auf die Oberfläche des jeweiligen Substrats aufgebracht wird.

Bezüglich der Breite des frei-fallenden Vorhangs der Streichfarbe beim Curtain-Coating-Verfahren besteht eine vorteilhafte Flexibilität. So kann im Einzelfall, wenn gewünscht, die Breite des frei-fallenden Vorhangs auf mehr als die Breite der Streichrohpapierbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, eingestellt werden. Hier werden, anders als bei bekannten Streichverfahren, die mit dem unbeschichteten Rand des Streichrohpapiers verbundenen Nachteile behoben (Randhebung, Wellung, ungleichmäßige Auftragsgewichte am Rand u. dgl.).

Das Streichrohpapier kann einseitig glatt oder vorsatiniert eingesetzt werden. Hier kann der Fachmann demzufolge eine vorteilhafte Auswahl treffen.

Das Curtain-Coating-Verfahren wurde vorstehend schon eingehend beschrieben. Ergänzend soll noch folgendes vorgetragen werden: Die lichte Austrittsspaltbreite des Vorhangstreichkopfes des Streichwerkes wird zweckmäßigerweise auf etwa 0,1 bis 1 mm, insbesondere auf etwa 0,2 bis 0,6 mm, eingestellt. Von Vorteil ist es, wenn die Düsendurchsätze für die spezifische Streichfarbe auf etwa 0,3 bis 15,0 cm³/(cm Arbeitsbreite × s), insbesondere etwa 0,5 bis 5,0 cm³/(cm × s) eingestellt werden. Grundsätzlich ist der Vorhangstreichkopf auf einen Einfach- oder Mehrfachspalt einstellbar.

Die erfindungsgemäß erhaltenen Papiere bzw. Dekorpapiere mit einem Pigmentstrich lassen sich vorteilhaft zur Dekoration von Beschichtungswerkstoffen heranziehen. Hierbei treten die nachfolgend im Detail aufgezählten Vorteile in Erscheinung. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn das verwendete Dekorpapier gekennzeichnet ist durch:

– ein fakultativ mit Pigmenten gefülltes Streichrohpapiers eines Flächengewichtes von etwa 28 bis 65 g/m²,
– einen Gehalt von weniger als etwa 60 Gew.-% Pigment,
– eine Nassfestigkeit (Nassreißlänge), gemäß nach DIN ISO 3781 von mehr als 6,5 N,
– eine Trockenbruchlast, gemessen nach DIN ISO 1924-2, von mehr als 25 N, wobei das Dekorpapier einen Pigmentstrich einer Dicke von etwa 1 bis 30 μm mit einem Pigmentgehalt von etwa 50 bis 90 Gew.-% sowie einen Bindemittelgehalt von max. 50 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Gesamttrockengehalt der Streichfarbe, aufweist.

Ein besonders bevorzugt für diesen Zweck verwendetes Dekorpapier ist gekennzeichnet durch eine Trockenbruchlast von etwa 30 bis 35 N, einen Pigmentstrich einer Dicke von etwa 2 bis 15 μm, insbesondere von 3 bis 10 μm, einen Pigmentgehalt von 70 bis 85 Gew.-% sowie einen Bindemittelgehalt von max. 30 Gew.-%.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht gegenüber dem Stand der Technik darin, daß die aufgetragene Streichfarbe anschließend nicht mit einem Rakelelement dosiert oder geglättet werden muß. In Einzelfällen ist es zweckmäßig, auch zwei oder mehrere Striche nacheinander auf das Streichrohpapier aufzutragen. Dabei ist es möglich, daß der nachfolgende Strich auf den getrockneten Pigmentstrich aufgebracht wird. Es besteht aber auch die Möglichkeit des "Naß-in-Naß"-Auftrags. Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit, daß ein Simultanauftrag erfolgt, so mit einer Kaskadendüse, mit der mehrere gleichartige oder auch unterschiedliche Striche aufgetragen werden können.

Es ist bei dem Aspekt der "Bedruckbarkeit" möglich, die besonders geeignete Bindemittelmenge zu ermitteln, die ein problemloses Imprägnieren mit konstanter Produktqualität erlaubt und zudem die Staubneigung bei geringen Bindemittelanteilen minimiert. Auch kann man hier dadurch Einfluß nehmen, indem unterschiedliche Bindemittel bzw. Bindemittelgemische herangezogen werden. Dabei wird der Fachmann unter anderem weitergehende Gesichtspunkte wie folgt beachten: Verhinderung einer staubenden Oberfläche, Anhebung des Bindemittelanteils und Verhinderung eines Überleimungseffektes mit "Mottling"-Effekt (Wegschlageffekt).

Im Regelfall wird von den Abnehmern des erfindungsgemäß erhaltenen Dekorpapiers ein Fonddruck aufgebracht, d.h. eine vollflächige Einfärbung der Oberfläche. Ein derartiger Aufdruck ist kostenaufwendig, weil mindestens etwa 2 bis 3 g/m² Auftrag in einer separaten Druckmaschine erforderlich sind. Dies kann erfindungsgemäß vermieden werden, in dem in den aufgebrachten Pigmentstrich, z.B. Titanweißstrich, die gewünschten Farbpigmente bereits integriert werden, woraus eine homogene vollflächige Einfärbung resultiert, was einen separaten Fonddruck überflüssig macht.

Es besteht die Möglichkeit, den Pigmentstrich als teilweise Imprägnierungsfüllung auszubilden. Dies heißt, daß der Pigmentstrich einerseits die Funktion der Oberflächenbeschichtung erfüllt und andererseits als Imprägnierungsfüllung für das Rohpapier zum Tragen kommt. Durch eine Reduktion des Pigmentanteils im Streichrohpapier, was erfindungsgemäß erstrebenswert ist, erhält das Dekorpapier eine höhere Festigkeit und weist zudem eine höhere Dimensionsstabilität auf. Damit ist das Dekorpapier besonders gut zur Anwendung im Bereich vom Möbeldekor sowie von Panelen für Fußbodenlaminate bzw. Fliesenimitate geeignet.

Der erfindungsgemäß erhaltene Pigmentstrich weist eine besonders vorteilhafte Bedruckbarkeit bzw. Lackierbarkeit für wässrige Tiefdrucksysteme bzw. Ink-Jet-Strichsysteme auf. Bei den Lacken handelt es sich um säure-härtende oder UV-härtbare Lacke. Das Bedrucken kann nach verschiedenen Druckverfahren erfolgen, insbesondere anhand wässriger und teilweise lösungsmittelhaltiger Tiefdrucksysteme bzw. Ink-Jet-Systeme.

Die Erfindung bietet darüber hinaus neben den vorstehend genannten noch folgende Vorteile:
Das herangezogene Curtain-Coating-Verfahren ist im Hinblick auf verschiedene Eigenschaften, wie bereits teilweise vorstehend angesprochen, vorteilhaft steuerbar, so im Hinblick auf ein angepasstes Viskositätsverhalten, insbesondere Dehnviskositätsverhalten, charakterisiert durch eine ausreichende innere Kohäsion, die sich durch eine ausgeprägte Fadenlänge und Oberflächenspannung der Streichfarbe zeigt. Die übliche Charakterisierung von Streichfarben ist für das Curtain-Coating-Verfahren durch bekannte physikalische Größen, wie Oberflächenspannung, Viskosität und dergl., nicht in ausreichendem Maße beschreibbar. Der sich im Rahmen der Erfindung ausbildende flüssige Vorhang kann durch eine ausreichende innere Kohäsion stabilisiert werden, da er andernfalls abreißen und zumindest eine erhebliche Verfahrensstörung verursachen würde. Diese Eigenschaft, die man als "Dehnviskositätsverhalten" bezeichnen kann, lässt sich in Form der Fadenlän ge des aus dem Ford-Becher austretenden Flüssigkeitsfadens steuern bzw. bemessen. Das erfindungsgemäße Verfahren führt dann zu besonders wünschenswerten Eigenschaften des Verfahrenserzeugnisses bzw. läßt die gestellte Aufgabe besonders günstig lösen, wenn die Fadenlänge zwischen 70 und 130 cm, insbesondere zwischen 80 und 120 cm, bevorzugt zwischen 90 und 110 cm liegt.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand verschiedener Beispiele noch näher erläutert werden:

Der Auftrag einer wässrigen Streichfarbe erfolgte mittels des Curtain-Coating-Verfahrens. Die lichte Austrittsspaltweite des Vorhangstreichkopfes betrug 0,3 mm (einfacher Streichkopf). Der Vorhangstreichkopf wurde mit einem Düsendurchsatz für die Streichfarbe von etwa 0,5 cm³/(cm Arbeitsbreite × s) betrieben. Die Viskosität der Streichfarbe war auf 400 bis 450 mPas (nach Brookfield, 100 U/min, 25 °C) eingestellt. Die Oberflächenspannung der Streichfarbe betrug 35 mN/m (statische Ringmethode). Das Streichwerk war in der Produktionsanlage in-line angeordnet. Der Auftrag der Streichfarbe erfolgte auf eine Papierbahn eines Flächengewichts von 50 g/m² (füllstofffrei) sowie einer Bekk-Glätte, gemessen nach DIN 5301, von 200 s. Der Feuchtigkeitsgehalt des Streichrohpapiers lag bei etwa 3%. Die Fallhöhe der Streichfarbe wurde auf 12 cm eingestellt, die Oberflächenspannung auf 31 bis 36 mN/m (statisch). Das Curtain-Coating-Verfahren wurde mit einer Geschwindigkeit von 850 m/min betrieben.
Des weiteren wurde die Streichfarbe bzgl. die Fadenlänge im Ford-Becher (Düse 4) auf einen Bereich von etwa 85 bis 125 cm eingestellt. Nach dem Auftragen der wässrigen Streichfarbe erfolgt in üblicher Weise der Trocknungsvorgang der beschichteten Papierbahn.
Anhand der vorstehend gemachten Angaben wurde ein Dekorpapier hergestellt, wobei jeweils die folgenden Rezepturen von Streichfarben zur Ausbildung des Pigmentstrichs herangezogen wurden:
Rezeptur 1:

Hierbei handelt es sich um einen Titanweiß bzw. Titandioxid enthaltenden Oberflächenstrich, dessen Ziel es ist, insbesondere die Opazität des Fertigerzeugnisses zu verbessern und den späteren Imprägnatbedarf zu reduzieren.

1%	Na-Polyacrylat (30%ige wässrige Lösung, Dispergiermittel),
60%	Titandioxid (Weißpigment, Pulver),
15%	Magnesiumsilikat (Extenderpigment, Pulver),
10%	Plastikpigment (27%ige wässrige Suspension, Hohlkugeln aus Polystyrol/Extenderpigment),
0,5%	Calciumstearat (50%ige wässrige Suspension, Gleitmittel),
0,5%	Polyethylen-Wachs (30%ige wässrige Suspension, Additiv),
0,5%	Natrium-diethylhexylsulfosuccinat (100%ige flüssige Ware, Tensid),
10%	Styrolacrylat-Copolymer (50%ige wässrige Dispersion, Bindemittel) und
2,5%	Acrylsäure/Acrylamid-Copolymer (33%ige wässrige Dispersion, Verdickungsmittel/Viskositätsregler)

(Hinweis: Alle obigen Angaben beziehen sich auf otro.-Gew.-% (ofentrocken))

Die fehlende Wassermenge, um auf einen Trockengehalt von 50 Gew.-% einzustellen, wurde in flüssiger Form beim Herstellen der Streichmasse vorgelegt. Die erwähnten Bestandteile wurden in der angegebenen Reihenfolge unter Beachtung der quantitativen Angaben unter Rühren hinzugegeben.
Weitere Angaben: Trockengehalt der wässrigen Streichfarbe 50%, pN-Wert 8,2; Viskosität (nach Brookfield, 100 U/min, Spindel 3, 20°C) 400 mPas, Oberflächenspannung (bei 20°C) 32,3 mN/m und Fadenlänge (im Ford-Becher mit Düse 4) 95 cm. Der Auftrag erfolgte mit 25 g/m² (otro) auf die Papierbahn.
Rezeptur 2:

Hierbei handelt es sich um einen Titanweiß bzw. Titandioxid enthaltenden Oberflächenstrich, mit dem insbesondere die Opazität des Fertigerzeugnisses sowie die Spaltfestigkeit verbessert und der spätere Imprägnatbedarf reduziert werden soll.

1%	Na-Polyacrylat (30 %ige wässrige Lösung, Dispergiermittel),
50%	Titandioxid (Weißpigment, Pulver),
10%	Magnesiumsilikat (Extenderpigment, Pulver
5%	Plastikpigment (27 %ige wässrige Suspension, Hohlkugeln aus Polystyrol, Extenderpigment),
0,5%	Calciumstearat (50 %ige wässrige Suspension, Gleitmittel),
0,5%	Polyethylen-Wachs (30 %ige wässrige Suspension, Additiv),
0,5%	Natrium-diethylhexylsulfosuccinat (100 %ige flüssige Ware, Tensid),
30%	Melaminharz (Bindemittel und Füllharz) und
2,5%	Acrylsäure/Acrylamid-Copolymerisat (33 %ige wässrige Dispersion, Verdickungsmittel/Viskositätsregler)

(Hinweis: Alle obigen Angaben beziehen sich auf otro.-Gew.-% (ofentrocken); wässriger Anteil analog Beispiel 1)

Weitere Angaben: Trockengehalt der wässrigen Streichfarbe 50%, pH-Wert 7,8, Viskosität (nach Brookfield, 100 U/min, Spindel 3, 20 °C) 420 mPas, Oberflächenspannung (bei 20 °C) 33,4 mN/m und Fadenlänge (im Ford-Becher mit Düse 4) 100 cm. Der Auftrag erfolgte mit 25 g/m² (otro) auf die Papierbahn.
Rezeptur 3:

Hier wurde anhand der obigen Verfahrensmaßnahme auf dem bezeichneten Streichrohpapier ein Kaolin-Strich ausgebildet. Hierdurch soll die Bedruckbarkeit und der Lackstand verbessert werden. Es wurde als Rohpapier ein übliches Standard-Dekorpapier mit einem Flächengewicht von 65 g/m² herangezogen, das in der Masse einen Titandioxid-Gehalt von etwa 30% aufwies. Die Zusammensetzung der Streichfarbe für den Oberflächenstrich war wie folgt:

1%	Na-Polyacrylat (30 %ige wässrige Lösung, Dispergiermittel),
60%	Aluminiumsilikat (Weißpigment, Pulver),
10%	Magnesiumsilikat (Weißpigment, Pulver),

10%	Plastikpigment (27 %ige wässrige Suspension, Hohlkugeln aus Polystyrol, Extenderpigment),
0,5%	Calciumstearat (50 %ige wässrige Suspension, Gleitmittel),
0,5%	Polyethylen-Wachs (30 %ige wässrige Suspension, Additiv),
0,5%	Natrium-diethylhexylsulfosuccinat (100 %ige flüssige Ware, Tensid),
15%	Styrolacrylat-Copolymer (50 %ige wässrige Dispersion, Bindemittel) und
2,5%	Acrylsäure/Acrylamidcopolymer (33 %ige wässrige Dispersion, Verdickungsmittel/Viskositätsregler)

(Hinweis: Alle obigen Angaben beziehen sich auf otro.-Gew.-% (ofentrocken); wässriger Anteil analog Beispiel 1).

Weitere Angaben: Trockengehalt der wässrigen Streichfarbe 40%, pH-Wert 8,5, Viskosität (nach Brookfield) (100 U/min, Spindel 3, 20°C) 420 mPas, Oberflächenspannung (bei 20°C) 34,0 mN/m und Fadenlänge (im Ford-Becher mit Düse 4) 115 cm. Der Auftrag erfolgte mit 5 g/m² (otro) auf die Papierbahn.
Rezeptur 4:

Hier wurde anhand der obigen Verfahrensmaßnahme auf dem bezeichneten Rohpapier ein Kaolin-Strich ausgebildet. Hiermit soll die Bedruckbarkeit und die Spaltbarkeit verbessert werden. Als Rohpapier wurde ein übliches Standard-Dekorpapier eines Flächengewichts von 50 g/m² herangezogen, das in der Masse einen Titandioxid-Gehalt von etwa 20% aufwies. Die Zusammensetzung der Streichfarbe für den Oberflächenstrich war wie folgt:

1%	Na-Polyacrylat (30 %ige wässrige Lösung, Dispergiermittel),
50%	Aluminiumsilikat (Weißpigment, Pulver),
7%	Magnesiumsilikat (Weißpigment, Pulver),
8%	Plastikpigment (27 %ige wässrige Suspension, Hohlkugeln aus Polystyrol, Extenderpigment),
0,5%	Calciumstearat (50 %ige wässrige Suspension, Gleitmittel),
0,5%	Polyethylen-Wachs (30 %ige wässrige Suspension, Additiv),
0,5%	Natrium-diethylhexylsulfosuccinat (100 %ige flüssige Ware, Tensid),

30%	Melaminharz (Bindemittel und Füllharz) und
2,5%	Acrylsäure/Acrylamid-Copolymer (33 %ige wässrige Dispersion, Verdickungsmittel/Viskositätsregler)

Weitere Angaben: Trockengehalt der wässrigen Streichfarbe 40%, pN-Wert 7,6, Viskosität (nach Brookfield, 100 U/min, Spindel 3, 20 °C) 450 mPas, Oberflächenspannung (bei 20°C) 34,5 mN/m und Fadenlänge (im Ford-Becher mit Düse 4) 115 cm. Der Auftrag erfolgte mit 21 g/m² (otro) auf die Papierbahn.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Dekorpapiers mit einem Pigmentstrich, dadurch gekennzeichnet, dass eine ein Weißpigment, insbesondere Titandioxid enthaltende wässrige Streichfarbe auf ein fakultativ mit Pigmenten gefülltes Streichrohpapier mittels des Curtain-Coating-Verfahrens berührungslos aufgetragen wird, wobei von einem fakultativ mit Pigmenten gefüllten Streichrohpapier eines Flächengewichts von etwa 28 bis 65 g/m² und einer wässrigen Streichfarbe eines Feststoffgehaltes von etwa 30 bis 75 Gew.-% ausgegangen und getrocknet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffgehalt der Streichfarbe zwischen etwa 40 und 60 Gew.-% liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fallhöhe der Streichfarbe bei der Durchführung des Curtain-Coating-Verfahrens auf etwa 5 und 35 cm, insbesondere zwischen etwa 8 und 20 cm, eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Streichfarbe eine Viskosität von etwa 150 bis 1500 mPas (Brookfield, 100 U/min, 25 °C), insbesondere von etwa 250 bis 900 mPas, aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenspannung der Streichfarbe zwischen etwa 25 bis 60 mN/m, insbesondere zwischen etwa 27 und 40 mN/m (statische Ringmethode nach Du Noüy), eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Streichfarbe auf eine Papier- oder Kartonbahn aufgetragen wird, um insbesondere eine Bekk-Glätte, gemessen nach DIN 53101, von etwa 150 bis 2000 s einzustellen.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Streichfarbe Verarbeitungshilfsmittel einverleibt werden, insbesondere oberflächenaktive Substanzen, Retentionshilfsmittel, Tenside, CMC, Calciumstearat und/oder (Meth-)Acrylsäure/(Meth-)Acrylamid-Copolymere.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Streichfarbe zur Begünstigung der Opazität Titandioxid, insbesondere in Form von Rutil, gegebenenfalls in Beimischung mit Anatas, eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Streichfarbe zur Einstellung einer hohen Bedruckbarkeit des Fertigerzeugnisses übliche anorganische Extenderpigmente zugegeben werden, insbesondere in Form von Clays, kalzinierten Clays, Natriumaluminosilikat, Aluminiumoxid, Kieselsäuren, Diathomeenerde und/oder Magnesiumsilikaten, sowohl synthetischer als auch natürlicher Herkunft.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmente der Streichfarbe und/oder des fakultativ mit Pigmenten gefüllten Streichrohpapiers eine Teilchengröße von etwa 0,1 bis 10 μm, insbesondere von etwa 0,1 bis 2,0 μm, aufweisen.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Streichfarbe lichtstabile, alterungsbeständige Farbmittel, insbesondere Farbpigmente, einverleibt werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbpigmente in Form von Metalloxiden, insbesondere Eisenoxiden, und/oder in Form von lichtechten organischen Pigmenten vorliegen.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Streichfarbe ein Bindemittel in Form von Homo- und/oder Copolymeren auf Basis von (Meth-)Acrylsäure, (Meth-)Acrylamid, Styrolacrylamid, Melaminharzen und/oder Harnstoffharzen, einverleibt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fakultativ mit Pigmenten gefüllte Streichrohpapier zur Dimensionsstabilisierung neben natürlichen Fasern synthetische Fasern enthält.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Langfaseranteil des fakultativ mit Pigmenten gefüllten Streichrohpapiers auf etwa 0 bis 40%, insbesondere etwa 5 bis 40%, und der Kurzfaseranteil des Streichrohpapiers auf etwa 60 bis 100%, insbesondere auf etwa 60 bis 85%, eingestellt ist.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsgewicht der Streichfarbe bei einseitigem Auftrag auf bis zu etwa 40 g/m², insbesondere auf bis zu etwa 30 g/m², und bei beidseitigem Auftrag auf jeweils bis zu etwa 30 g/m², insbesondere auf bis zu etwa 25 g/m², eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragsmenge der Streichfarbe bei einseitigem Auftrag auf etwa 5 und 20 g/m² und bei beidseitigem Auftrag jeweils auf etwa 5 bis 12 g/m² eingestellt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ausbilden eines ersten Pigmentstrichs und anschließendem Trocknen ein oder mehrere weitere Pigmentstriche ausgebildet werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fakultativ mit Pigmenten gefüllte Streichrohpapier einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 2 bis 15 Gew.-%, insbesondere von etwa 2 bis 8 Gew.-%, aufweist.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Streichwerk in-line betrieben wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Curtain-Coating-Verfahren mit einer Geschwindigkeit von mindestens etwa 500 m/min, insbesondere mehr als 750 m/min, betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit auf mindestens etwa 1000 m/min, insbesondere mindestens etwa 1500 m/min, eingestellt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des frei-fallenden Vorhangs beim Curtain-Coating-Verfahren auf mehr als die Breite der Streichrohpapier-Bahn, insbesondere eine Papier- oder Kartonbahn, eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltlänge des Vorhangstreichkopfes beim Streichen auf etwa 15 bis 25 cm über den jeweiligen Substrat-Bahnenrand hinaus eingestellt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fakultativ mit Pigmenten gefüllte Streichrohpapier einseitig glatt oder vorsatiniert eingesetzt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Austrittsspaltbreite des Vorhangstreichkopfs beim Curtain-Coating-Verfahren auf etwa 0,1 bis 1 mm, insbesondere auf etwa 0,2 bis 0,6 mm, und/oder die Düsendurchsätze für die Streichfarbe auf etwa 0,3 bis 15,0 cm³/(cm Arbeitsbreite × s), insbesondere etwa 0,5 bis 5,0 cm³/(cm × s) eingestellt werden, wobei der Vorhangstreichkopf auf einen Einfach- oder Mehrfachspalt einstellbar ist.
Verwendung eines nach dem Verfahren gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche erhaltenen Papiers mit Pigmentstrich für dekorative Beschichtungswerkstoffe.
Verwendung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Papier mit Pigmentstrich für dekorative Beschichtungswerkstoffe gekennzeichnet ist durch: – ein fakultativ mit Pigmenten gefülltes Streichrohpapiers eines Flächengewichtes von etwa 28 bis 65 g/m², – einen Gehalt von weniger als etwa 60 Gew.-% Pigment, – eine Nassfestigkeit (Nassreißlänge), gemäß nach DIN ISO 3781, von mehr als 6,5 N, – eine Trockenbruchlast, gemessen nach DIN ISO 1924-2, von mehr als 25 N, wobei das Dekorpapier einen Pigmentstrich einer Dicke von etwa 1 bis 30 μm mit einem Pigmentgehalt von etwa 50 bis 90 Gew.-% sowie einen Bindemittelgehalt von max. 50 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Gesamttrockengehalt der Streichfarbe, aufweist.
Verwendung nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch eine Trockenbruchlast von etwa 30 bis 35 N, einen Pigmentstrich einer Dicke von etwa 2 bis 15 μm, insbesondere von 3 bis 10 μm, einen Pigmentgehalt von 70 bis 85 Gew.-% sowie einen Bindemittelgehalt von max. 30 Gew.-%.