DE102010051382A1

DE102010051382A1 - Verfahren zur Herstellung einer Basisschicht, insbesondere für die Bedruckung mittels digitaler Drucktechnik

Info

Publication number: DE102010051382A1
Application number: DE201010051382
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Dekor Kunststoffe GmbH
Current assignee: Dekor Kunststoffe GmbH
Priority date: 2010-11-16
Filing date: 2010-11-16
Publication date: 2012-05-16

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen einer bedruckbaren Basisschicht für ein Laminat weist die Schritte des Abrollen eines Basispapiers, des Auftragens einer Mischung aus einem Harzmaterial und Pigmenten aus amorphen Kieselsäuren und der anschließenden Trocknung der Papierbahn in einem. Eine hierdurch gewonnene Basisschicht weist ein besonders vorteilhaftes Farbstandverhalten auf, so dass digitale Drucktechniken zu einem sehr guten Druckergebnis führen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Basisschicht zur anschließenden Bedruckung im digitalen Druckverfahren, eine Basisschicht sowie eine Verwendung einer derartigen Basisschicht.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei der Herstellung von Beschichtungsmaterialien für Holzwerkstoffe werden häufig Dekorpapiere im so genannten Rotationstiefdruckverfahren dekorativ ausgestaltet. Gemäß dem Stand der Technik werden wässrige Druckfarbensysteme ein- oder mehrfarbig auf bekannten Rotationstiefdruckmaschinen auf so genannte Dekordruckbasispapiere gedruckt und die Farben anschließend im selben Prozess getrocknet. Das zu Rollen aufgewickelte, dekorativ bedruckte Papier wird gemäß dem Stand der Technik in nachgeschalteten weiteren Arbeitsgängen etwa zur Herstellung von Laminaten verwendet.
Das dekorativ bedruckte Papier wird anschließend üblicherweise mit duroplastischen Kunstharzen imprägniert, wodurch es später unter zeitgleicher Einwirkung von Druck und Temperatur irreversibel verpresst werden kann. Die duroplastischen Eigenschaften der zur Imprägnierung verwendeten Kunstharze verleihen der entstehenden Oberfläche mechanische Belastbarkeit, hohe Transparenz und sehr gute Resistenz gegenüber Chemikalien und Wasser, wodurch die aufgebrachte dekorative Druckschicht optimal vor Beschädigungen geschützt ist. Imprägnierte, dekorativ bedruckte Papiere werden häufig derart weiterverarbeitet, dass sie unter zeitgleicher Druck- und Temperatureinwirkung zusammen mit einer zusätzlichen, ebenfalls mit duroplastischem Kunstharz imprägnierten Overlayfolie verpresst werden, die üblicherweise aus mit Kunstharz imprägniertem Zellulosepapier aus gebleichten Langfaserzellstoffen besteht. Für Anwendungen, bei denen ein erhöhter Abrasionswiderstand erforderlich ist, werden die Overlayfolien zusätzlich mit Hartpartikeln versehen, die entweder bereits durch das Basispapier oder während der Imprägnierung mit der Harzlösung aufgebracht werden. In einigen Fällen werden unterschiedliche Hartpartikelkorngrößen oder Kornformen in unterschiedlichen Ebenen der Overlayfolie angebracht, um jeweils eine optimale Wirkung in speziellen Verschleißsituationen sicherstellen zu können. Für Anwendungen ohne Abrasions- oder Scheuerbeständigkeitsanforderung an die Oberfläche werden mit Kunstharz imprägnierte Overlayfolien ohne Zusatz von Hartpartikeln verwendet.
Es ist allgemein bekannt, dass die zuvor beschriebenen, im Rotationstiefdruck dekorativ bedruckten Papiere in einem separaten Arbeitsgang, in der Regel in einem anderen Betrieb, imprägniert und/oder beschichtet werden.
Weiterhin ist allgemein bekannt, dass die dekorative Ausgestaltung der Papiere im Rotationstiefdruck hinsichtlich der Gestaltungsmöglichkeiten beschränkt ist. Gewisse visuelle Effekte und Gestaltungsmöglichkeiten hängen bei diesem Druckverfahren stets von den Maßen und Einstellungen der verwendeten, gravierten Druckzylinder ab. So ist es z. B. nicht möglich im Rotationstiefdruck einen Rapport in der Länge zu gestalten, der den äußeren Walzenumfang der Gravurwalze übersteigt. Endlos gestaltete Designs sind somit faktisch ausgeschlossen.
Um diese Einschränkungen aufzuheben und größere gestalterische Möglichkeiten zu realisieren ist es vorteilhaft, neuere digitale Druckverfahren einzusetzen, die etwa mittels Inkjet-Verfahren realisiert werden. Im Digitaldruck werden heute wässrige Tintensysteme, aber auch UV-Tintensysteme und Solventtintensysteme eingesetzt. Bekanntermaßen sind diese Tintensysteme sehr teuer und die bekannten Digitaldruckverfahren erreichen bei weitem nicht die vom Rotationstiefdruck bekannten Fertigungsgeschwindigkeiten. Beide Gründe sind deshalb dafür verantwortlich, dass digital bedruckte Dekorpapiere deutlich teurer sind als Dekorpapiere, welche im Direkttiefdruck-/Rotationstiefdruckverfahren bedruckt werden.
Die sonst übliche Abfolge der Arbeitsschritte der Dekorpapierherstellung, des Drucks, der Harzimprägnierung und der Verpressung hat den großen Nachteil, dass bedingt durch Anfahr- und Einstellausschuss in der Imprägnierung zu viel des teuren, digital bedruckten Papiers verloren geht und somit den gesamten Prozess unwirtschaftlich beeinflusst.
Außerdem ist es bekannt, dass die im Digitaldruck verwendeten Tintensysteme auf die üblicherweise im Rotationstiefdruck eingesetzten Basispapiere ein unzureichendes Farbstandverhalten haben. Die als feine Tropfen im Digitaldruck aufgebrachten Tinten stehen nicht optimal auf derartigen Druckbasispapieren, sondern verlaufen an der Papieroberfläche oder sinken in die Basispapieroberfläche ein. Als Folge hiervon leidet die Druckschärfe und Brillanz dieser Drucke beträchtlich.
Analog wird im Digitaldruckverfahren kein akzeptables Druckbild erreicht, wenn in der vorangehend genannten Abfolge die Arbeitsschritte des Drucks und der Harzimprägnierung vertauscht werden und damit direkt auf das mit Duroplastharzen beschichtete Papier gedruckt wird. Auch hier sind Druckschärfe und Farbbrillanz nicht optimal und genügen nicht den Anforderungen, die an diese dekorativen Oberflächen gestellt werden.
Es ist bereits bekannt, bei üblichen Digitaldruckpapieren Hilfsstoffe, etwa Titandioxid, Zinksulfid, Calciumcarbonat, Kaolin, Talkum, Ton oder deren Mischungen an der zu bedruckenden Papieroberfläche zu verwenden, die das Tintenstandverhalten auf der Papieroberfläche verbessern. Diese sogenannten Druckempfangschichten sind etwa in der Druckschrift US 6 599 592 B1 offenbart.
Generell unterscheiden sich die für den Inkjetdruck eingesetzten, bekannten Druckempfangsschichten aufgrund andersartiger Pigmente erheblich im Vergleich zu Druckempfangsschichten für den Rotationstiefdruck. Die Aufgabe einer Druckempfangsschicht für ein Inkjetdruckverfahren besteht darin, Tinte möglichst schnell nach dem Auftreffen auf der Oberfläche zu fixieren und somit ein Verlaufen an der Oberfläche und ein zu starkes Eindringen in die Oberfläche zu verhindern. Ersteres würde zu einer geringen Druckschärfe führen, zu tiefes Eindringen würde die Brillanz der Druckfarbe verschlechtern.
Die typischerweise im Dekorpapierbereich eingesetzten Pigmente wie Titandioxid und Kaolin stellen zwar die erforderliche hohe Opazität sicher, sind allerdings nicht in der Lage, durch schnelle Fixierung der Inkjet-Tinten Druckschärfe und Brillanz zu erzeugen.
Ebenso ergeben die in der Imprägnierung üblicherweise verwendeten Aminoplastharze nach Aufbringung und Trocknung auf ein Dekorpapier keine Oberfläche, die die gewünschte Gleichmäßigkeit, Schärfe und Brillanz im Inkjetdruck erreicht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der Erfindung ist, die vorangehend aufgeführten Nachteile zu verringern oder gänzlich zu eliminieren. Im Besonderen ist die Aufgabe, ein Verfahren vorzuschlagen, dass die Herstellung einer geeigneten Druckbasis in Form eines bereits zuvor imprägnierten Basisdekorpapieres zur vereinfachten Weiterverarbeitung ermöglicht. Diese Druckbasis soll möglichst ein ausreichendes Farbstandverhalten für ein im Digitaldruckverfahren üblicherweise verwendetes Tintensystem gewährleisten, ein durch einen weiteren, separaten Imprägnierprozess entstehendes Ausschussrisiko ausschließen und dennoch eine mögliche Verpressung unter Einwirkung von Druck und Temperatur unter Verwendung einer Overlayfolie sicherstellen, möglichst auf allen bekannten Holzwerkstoffen, aber auch zu CPL- oder HPL-Laminaten und Kompaktplatten weiterverarbeitet werden kann.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer bedruckbaren Basisschicht für ein Laminat die Schritte des Bereitstellens eines Basispapiers, etwa durch Abrollen von einer Rolle zum Ausbilden einer förderbaren Papierbahn, des Auftragens einer Mischung aus einem Harzmaterial und Pigmenten aus amorphen Kieselsäuren und des anschließenden Trocknens durchgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung und Verwendung einer mit Polymeren ausgestatteten Druckbasis zur anschließenden dekorativen Bedruckung in Digitaldruckverfahren mit unterschiedlichen Tintensystemen zur weiteren Verwendung und Verpressung unter Druck und Temperatur auf Holzwerkstoffen oder zu Laminaten und Kompaktplatten. Der Auftrag einer Pigment-Harzschicht unter Verwendung von Pigmenten auf Basis amorpher Kieselsäuren gewährleistet die geforderte hohe Qualität hinsichtlich Farbbrillanz und Druckbildschärfe bei gleichzeitiger Verarbeitungsmöglichkeit unter Druck und Temperatur. Durch den Einsatz dieser Pigmente auf typischen Druckbasispapieren (Dekorpapieren) kann eine Oberfläche erreicht werden, die mit Inkjetdruckverfahren die geforderten Ansprüche erfüllt.
Als Harzmaterial kann ein duroplastisches Kunstharz eingesetzt werden. Vorgesehen ist die Verwendung von Melaminharz, Harnstoffharz oder Phenolharz oder Mischungen aus diesen Harzen.
Pigmente im Rahmen der Erfindung sind als in dem Harzmaterial unlösliche feste Partikel auf Basis amorpher Kieselsäure anzusehen und ist eine übliche Bezeichnung von bei der Herstellung und Beschichtung von Papier eingesetzten Füllstoffen.
Die Art des Trocknungsverfahrens soll nicht dazu dienen, das erfindungsgemäße Verfahren zu beschränken. Es kommen zahlreiche Arten von Trocknungsverfahren in Betracht, etwa UV-, IR-, NIR-Trockungsverfahren oder konventionelle Lufttrockungsverfahren. Die Trocknung kann einstufig und ohne Unterbrechung in einem Trocknungskanal durchgeführt werden, alternativ dazu auch in mehreren aneinander anschließenden oder durch einen oder mehrere weitere Auftragsvorgänge unterbrochenen Trocknungsschritten.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Pigmente eine Konzentration von 0,1–70 Gew.% und besonders bevorzugt 3–20 Gew.% bezogen auf feste Pigmente und trockenes Harzmaterial auf, um die vorteilhaften Eigenschaften als Bedruckungsbasis bereitstellen zu können, ohne die mechanischen Eigenschaften des behandelten Basispapiers einzuschränken. In einer bevorzugten Ausgestaltungsform liegt die Konzentration bei 5 Gew.% (trockenes Pigment bezogen auf trockenes Harz) vor.
In einer vorteilhaften Ausführungsform liegt die Primärteilchengröße der Pigmente in einem Bereich von 15 nm–30 μm und besonders bevorzugt eine Größe von 0,1 bis 10 μm, um ein sehr gutes Farbstandverhalten zu verursachen, wobei der Farbstand als ein Maß für die optisch wirksame Druckfarbenschichtdicke auf einer Papieroberfläche anzusehen ist und damit den Druckkontrast mitbestimmt. Die Primärteilchengröße kann dabei auch als mittlere Partikelgröße der Primärteilchen der Pigmente verstanden werden.
In einer ebenso vorteilhaften Ausführungsform liegt die spezifische Oberfläche der Pigmente in einem Bereich von 50–1000 m²/g nach BET und besonders bevorzugt bei 170 m²/g, was sich in einer verbesserten Verankerung der Pigmente in dem Harzmaterial äußert.
Zur weiteren Verbesserung des Farbstandverhaltens und damit des Druckergebnisses kann das Harzmaterial je nach verwendetem Tintensystem folgende Additive aufweisen:

– teil- oder vollverseifte Polyvinylalkohole
– kationische Polyvinylalkohole,
– Stärke und/oder CMC (Carboxymethylcellulose)
– kationische Stärke

In einer vorteilhaften Ausführungsform beträgt das Oberflächengewicht der Mischung in einem Bereich von 10 bis 200 g/m² und besonders bevorzugt in einem Bereich von 25 bis 100 g/m². Diese Angabe bezieht sich auf den trockenen Gewichtsanteil des Harzmaterials inklusive Pigmente und Additive.
In einer vorteilhaften Ausführungsform liegt das trockene Flächengewicht eines zu beschichtenden Basispapiers in einem Bereich von 18–200 g/m² und besonders bevorzugt in einem Bereich von 45–150 g/m², was sich in einer guten Eignung für die Herstellung von dekorativen Laminaten äußert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur Vereinfachung des Verfahrens das Auftragen der Pigment-Harz-Mischung zur Imprägnierung des Basispapiers ausgeführt. Das Auftragen der Pigment-Harz-Mischung wird über eine ein- oder zweistufige Wannenimprägnierung auf einer Seite der Papierbahn oder beidseitig mit anschließender und bevorzugt ununterbrochener Trocknung in einem so genannten geraden Durchgang mit optional anschließender Formatierung zu Rollen oder Blattware bietet sich hierbei an.
Alternativ dazu kann die Imprägnierung über eine zweistufige Wannenimprägnierung erfolgen, wobei die Pigment-Harz-Mischung nur in einem Imprägnierschritt in einer ersten oder einer zweiten Wanne einseitig oder beidseitig aufgebracht wird. Zur Imprägnierung kann die Mischung auch über ein ARP-Auftragswerk, ein Rakelauftragswerk oder ein anders ausgestaltetes Auftragswerk ohne vorherige Wannenimprägnierung auf das trockene Druckbasispapier (Dekorpapier) mit anschließender und bevorzugt ununterbrochener Trocknung und optionaler nachfolgender Formatierung zu Rollen oder Blättern aufgebracht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Auftragen der Mischung nach einem Imprägniervorgang des Basispapiers in einem Nass-in-Nass-Verfahren. Die vorherige Imprägnierung könnte etwa eine Wannenimprägnierung sein, über ein ARP-Auftragswerk, ein Rakelauftragswerk oder ein anders ausgestaltetes Auftragswerk realisiert werden und beispielsweise in einem Nass-in-Nass-Verfahren gänzlich ohne Zwischentrocknung des Auftrags der Pigment-Harz-Mischung erfolgen, wonach sich eine bevorzugt ununterbrochene Trocknung in einem so genannten geraden Durchgang mit anschließender optionaler Formatierung der Basisschicht zu Rollen oder Blattware anschließt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Auftragen der Pigment-Harz-Mischung nach einem ersten, zuvor durchgeführten Imprägniervorgang des Basispapiers und dessen Vortrocknung. Dies kann durch einen Zwischenauftrag nach einer ersten Trocknung in einem geteilten Trockenkanal erfolgen, wobei Rakel-, Walzen-, Sprüh-, Streich, oder Gießauftragsverfahren eingesetzt werden könnten. Hieran schließt sich die ununterbrochene Trocknung an, wonach die getrocknete Basisschicht zu Rollen und Blättern formatiert werden kann.
Die Aufgabe wird auch durch eine Basisschicht gelöst, die ein Basispapier aufweist, das mit einer vorangehend näher spezifizierten Harzmaterial-Pigment-Mischung beschichtet bzw. imprägniert ist.
In einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Verwendung wird die getrocknete Basisschicht insbesondere mit Hilfe digitaler, tintenbasierter Verfahren bedruckt, um eine Dekorschicht mit einer besonders guten Druckqualität herzustellen.
Auch sind weitere Verwendungen denkbar, bei denen auf eine digital bedruckte erfindungsgemäße Basisschicht flüssige Polymerschichten aufgebracht werden. Hier sind Flüssigbeschichtungen mit duroplastischen Kunstharzen und/oder Lackaufträgen bekannt. Diese Flüssigbeschichtungen können ein- oder mehrschichtig auf die erfindungsgemäße Basisschicht aufgebracht werden.
Die zuvor beschriebenen und mit Kunstharz imprägnierten Overlays, oder die ein- oder mehrlagig aufgetragenen Flüssigbeschichtungen mit Polymer oder Lackauftragsschichten, aufgetragen auf die erfindungsgemäß hergestellte und digital bedruckte Basisschicht, bilden nach der anschließenden Verpressung oder bei Lacken, nach der erfolgten Trocknung, eine kompakte, resistente Schicht, wobei die resultierende Oberfläche des entstehenden Produktes aus der Abformung der Oberfläche des Pressblechs oder des Strukturgebers oder einer Prägung resultiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt eine Anordnung aus Bearbeitungsstationen, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden.
2 zeigt eine Abwandlung einer Anordnung aus Bearbeitungsstationen, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden.
3 zeigt eine Abwandlung einer Anordnung aus Bearbeitungsstationen, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden.
DETAILLIERTE DARSTELLUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In 1 werden die wesentlichen, zur Durchführung des erfinderischen Verfahrens notwendigen Apparate, Aggregate und Bearbeitungsstationen einer Anlage zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Basisschicht zur weiteren Bedruckung mit Digitaldrucktechniken aufgezeigt.
Die Bearbeitungsstation I ist eine so genannte Abrollstation, in der Rollen 2, 4 des zu beschichtenden Druckbasispapieres (Dekorpapier) gelagert sind und zur weiteren Bearbeitung zur Ausbildung einer förderbaren Papierbahn 6 abgerollt werden können. In der gezeigten Darstellung weist die Abrollstation lediglich exemplarisch eine erste Papierrolle 2 und eine weitere Papierrolle 4 auf, wobei bei Erreichen eines Endes der ersten Papierrolle 2 das Papier der zweiten Papierrolle 4 automatisch an das Papier der ersten Papierrolle 2 geklebt wird, um eine kontinuierliche Papierbahn 6 zu erhalten. Zum Erhalten einer ausreichenden Papierspannung kann eine schematisch dargestellte Bahnspannungssteuerung eingesetzt werden.
In der folgenden Bearbeitungsstation II wird auf eine Seite der abgerollten Papierbahn eine Pigment-Harz-Mischung aufgebracht, indem die Papierbahn 6 über eine erste Wanne 7 zunächst mit der Pigment-Harz-Mischung beschichtet und dann über eine sogenannte optionale und üblicherweise bevorzugt eingesetzten Atemstrecke geführt wird, in der die Papierbahn 6 ohne weitere Bearbeitungsschritte entlang eines vorgegebenen Weges gefördert wird, um eine Einwirkzeit zu erreichen und Luft aus Zwischenräumen zwischen den Papierfasern zu verdrängen.
Im nächsten Schritt läuft die so beschichtete Papierbahn in der Bearbeitungsstation III ohne einen weiteren Auftrag von einer Harz-Pigment-Mischung durch und wird dann zwischen einem Dosierwalzenpaar 10 hindurchgeführt, so dass dadurch die Auftragsmenge der Pigment-Harz-Mischung und damit das resultierende Gewicht des beschichteten Basispapiers eingestellt wird. Die überschüssige Beschichtungsmasse wird hier aufgefangen und in eine zweite Wanne 8 oder einen externen und nicht gezeigten Behälter zurückgeführt.
Im Anschluss wird die mit Pigment-Harz-Mischung beschichtete und mengendosierte Papierbahn 6 der Trocknung in einem beispielhaft als ein Ofen ausgeführten Trocknungskanal 12 zugeführt und getrocknet, um dann als Fertigprodukt zu Rollen oder zu Blättern geschnitten formatiert zu werden.
Die in 1 gezeigte Anordnung von Bearbeitungsstationen erlaubt allerdings auch eine abweichende Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens. So könnte in der Bearbeitungsstation II auf eine Seite der abgerollten Papierbahn zunächst in einem ersten Imprägnierschritt durch einseitigen Auftrag aus der ersten Wanne 7 ein Harzmaterial aufgebracht werden, welches etwa aus einem duroplastischem Kunstharz besteht. Dies bedeutet, dass die Papierbahn 6 zunächst nur mit dem Harzmaterial beschichtet/imprägniert wird. In einem nächsten Schritt wird die so imprägnierte Papierbahn in der Bearbeitungsstation III zusätzlich mit einer Pigment-Harz-Mischung versehen. Dies geschieht durch Tauchen der zuvor imprägnierten Papierbahn durch die Pigment-Harz-Mischung, die sich in der zweiten Wanne 8 befindet. Anschließend wird die so beschichtete Papierbahn zwischen dem Dosierwalzenpaar 10 hindurchgeführt, wodurch die Auftragsmenge der Pigment-Harzmischung eingestellt wird. Die überschüssige Beschichtungsmasse wird hier aufgefangen und in die Vorlagebehälter zurückgeführt.
Ebenfalls denkbar ist die Variante, dass die Papierbahn 6 vollständig trocken durch die Bearbeitungsstation II läuft, um dann in der Bearbeitungsstation III durch die zweite Wanne 8 mit einer Mischung aus Harz und Pigmenten beschichtet zu werden und anschließend durch das Dosierwalzenpaar 10 eine Dosierung zu erfahren. Bei dieser Variante könnte auch die Bearbeitungsstation II gänzlich entfallen, sofern nicht bereits vorhandene Fertigungsanlagen mit derartigen Bearbeitungsstationen zu dieser Art der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden.
Weiter denkbar ist die Imprägnierung oder Beschichtung der Papierbahn in der Bearbeitungsstation II oder III und der anschließenden Vortrocknung in dem Trocknungskanal 12, wonach sich weitere und nicht im Detail gezeigte Bearbeitungsstationen zur Fertigstellung des Basispapiers anschließen könnten.
Nachfolgend wird eine beispielhafte, praktisch orientierte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Berücksichtigung der in 1 gezeigten Anordnung erläutert. Beispielhaft wird die Bereitstellung einer digital bedruckbaren Basisschicht zur weiteren Verwendung als digital, dekorativ ausgestalteten Dekorschicht zum Zwecke einer weiteren Verarbeitung unter der Verwendung eines abriebfest ausgestatteten Overlays zur Verpressung und Herstellung zu einem Fußbodenmaterial mit einer Holzwerkstoffplatte angestrebt. Zu diesem Zweck wird nun ein dem Fachmann allgemein bekanntes, weißes Druckbasispapier mit einer Grammatur von 100 g/m² ausgewählt. Dieses Papier weist die für Dekorpapier üblichen technischen Eigenschaften auf. Das Papier wird von Rollen 2, 4 über die Abrollstation (Bearbeitungsstation I) bereitgestellt und automatisch abgewickelt und als bahnenförmiges Gewebe einer ersten Imprägnierstation (Bearbeitungsstation II) zugeführt. Dort wird das trockene Dekorpapier zunächst auf einer Seite mit einer Pigmente enthaltenden wässrigen Melaminharz-Mischung beschichtet. Auf der sich anschließenden, folgenden Wegstrecke penetriert das wässrige Melaminharz in die Papierfasern ein und füllt die Lufträume in der Papierfaserstruktur aus. Es setzt gleichzeitig ein Filtrationseffekt ein, der dafür mit verantwortlich ist, dass die etwa als amorphe Kieselsäure realisierten Pigmente an der faserigen Papieroberfläche angelagert werden. Das so beschichtete Papiergewebe wird in der folgenden Bearbeitungsstation III in der Wanne 8 in eine Pigment-Harz-Mischung getaucht und anschließend durch den Walzenspalt des Dosierwalzenpaares 10 geführt, wobei das gewünschte Endgewicht der beschichteten Papierbahn eingestellt wird. Die überschüssig angetragene Pigment-Harz-Mischung wird abgequetscht, aufgefangen und abgeführt. Im Folgenden wird die so beschichtete Papierbahn einem Trocknungsvorgang zugeführt. In diesem beispielsweise als so genannten Schwebetrockner ausgeführten Trockner wird die beschichtete Papierbahn auf einen Restfeuchtewert von 4–7% Restfeuchtegehalt getrocknet, um online zu Rollen gewickelt oder als Bogenware formatiert zu werde.
Beispielsweise wird in der Anlage eine wässrige Pigment-Melaminharz-Rezeptur je nach verwendetem Auftragsaggregat mit einem Trockengehalt zwischen 40–55% eingesetzt. Der Gehalt an festen Pigmenten bezogen auf die trockene Rezeptur beträgt 4–20%. Der Gesamtauftrag der Beschichtung beträgt bezogen auf den trockenen, festen Anteil der Pigment-Melaminharz-Mischung 80 g/m².
Die Pigment-Melaminharz-Mischung kann zudem neben weiteren bekannten Beschichtungshilfstoffen (Netz- und Trennmittel) noch einen allgemein bekannten Härter aufweisen. Der Härtergehalt hängt von den jeweiligen anschließenden Verpressungsbedigungen des Laminats ab und liegt meist zwischen 0,1–1,5%.
Die so hergestellte mit Harz und Pigment beschichtete Papierbahn kann in einem weiteren und in 1 nicht dargestellten Verfahrensschritt mit den bekannten Digitaldruckverfahren dekorativ bedruckt werden. Hierbei können Inkjet-Solvent, Ecosolvent, wässrige und auch UV-Tintensysteme verwendet werden. Ein weiterer Imprägnierschritt oder Beschichtungsschritt ist zur weiteren Verarbeitung wie z. B. der Verpressung unter Druck und Temperatureinwirkung, zusammen mit einem kunstharzimprägnierten Overlay auf einem Holzwerkstoff, nicht mehr erforderlich.
2 zeigt eine weitere Abwandlung. In den Bearbeitungsstationen II und III wird exemplarisch zunächst keine Beschichtung durchgeführt. Die Papierbahn 6 wird demnach an diesen Bearbeitungsstationen II + III trocken vorbeigeführt, um dann an der Bearbeitungsstation IV in Form eines ARP-Auftragswerks auf einer Seite mit der erfindungsgemäßen Pigment-Harz-Mischung beschichtet zu werden. In einem Walzenspalt eines ARP-Dosierwalzenpaars 16 wird die aufzutragende Pigment-Harz-Mischung dosiert. Die überschüssige Beschichtungsmasse wird aufgefangen und in einen nicht gezeigten Vorlagebehälter zurückgeführt.
Der anhand 2 gezeigte Auftragsvorgang kann erfindungsgemäß mit den anhand 1 beschriebenen Vorgängen kombiniert werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Basisschicht könnte ebenfalls die Papierbahn in einem der Bearbeitungsschritte an den Bearbeitungsstationen II und/oder III und/oder IV zunächst mit einer Harz-Mischung beschichtet werden, um dann kontinuierlich nach einer erfolgten Zwischentrocknung in einem ersten Trocknungschritt mit einer erfindungsgemäßen Pigment-Harz-Mischung auf einer Seite der Papierbahn 6, z. B. mit einem Rasterwalzenauftragsverfahren oder einem Drahtrakelauftrag oder einer Sprühvorrichtung und anderen bekannten Auftragsverfahren, beschichtet zu werden, um in einem unmittelbar folgenden weiteren Trocknungsschritt kontinuierlich getrocknet zu werden und als Fertigprodukt zu Rollen gewickelt oder zu Bögen geschnitten zu werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung könnte die beschichtete und anschließend digital bedruckte, erfindungsgemäße Basisschicht unter Druck und Temperatur mit einer auf der dekorativen Seite aufgelegten und ebenfalls mit Kunstharz beschichteten Lage, einem so genannten Overlay, zeitgleich in einer beheizten Presse verpresst werden.
Das zu verwendende Overlay kann abriebfest und/oder scheuerfest unter Zuhilfenahme von Hartstoffpartikeln ausgerüstet sein oder auch frei von Hartstoffpartikeln sein. Erfindungsgemäß kann somit eine Holzwerkstoffplatte beschichtet werden. Auch die Herstellung einer HPL-(high pressure laminate) oder auch CPL-(continuous pressure laminate) oder Kompaktplatte ist erfindungsgemäß vorgesehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6599592 B [0010]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer bedruckbaren Basisschicht für ein Laminat, aufweisend die Schritte: – Bereitstellen eines Basispapiers zum Ausbilden einer förderbaren Papierbahn; – Auftragen einer Mischung bestehend aus einem duroplastischen Harzmaterial und Pigmenten aus amorphen Kieselsäuren; – anschließend eine Trocknung der Papierbahn.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Trocknung einstufig und ununterbrochen in einem Trocknungskanal realisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Pigmente eine Konzentration von 0,1–70% bezogen auf feste Pigmente und trockenes Harzmaterial aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Primärteilchengröße der Pigmente in einem Bereich von 15 nm–30 μm liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die spezifische Oberfläche der Pigmente in einem Bereich von 50–1000 m²/g nach BET liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Harzmaterial Additive enthält, die aus einer Gruppe von Additiven ausgewählt sind, die Gruppe aufweisend: – teil- oder vollverseifte Polyvinylalkohole, – kationische Polyvinylalkohole, – Stärke und/oder CMC (Carboxymethylcellulose) und – kationische Stärke oder Mischungen der vorgenannten Verbindungen
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Auftragen der Mischung als Wannenimprägnierung des Basispapiers ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Auftragen der Mischung nach einem Imprägniervorgang des Basispapiers in einem Nass-in-Nass-Verfahren ohne Zwischentrocknung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Auftragen der Mischung nach einem Imprägniervorgang des Basispapiers und dessen Vortrocknung erfolgt.
Basisschicht für ein Laminat, aufweisend – ein Basispapier und – eine Harzmaterial-Pigmente-Schicht, wobei die Pigmente mit amorphen Kieselsäuren realisiert sind.
Basisschicht nach Anspruch 10, wobei die Pigmente eine Konzentration von 0,1–70% bezogen auf feste Pigmente und trockenes Harzmaterial aufweisen.
Basisschicht nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Primärteilchengröße der Pigmente in einem Bereich von 15 nm–30 μm liegt.
Basisschicht nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die spezifische Oberfläche der Pigmente in einem Bereich von 50–1000 m²/g nach BET liegt.
Basisschicht nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das Harzmaterial Additive enthält, die aus einer Gruppe von Additiven ausgewählt sind, die Gruppe aufweisend: – Polyvinylalkohole, – kationische Polyvinylalkohole, – Stärke und – kationische Stärke.
Verwendung einer Basisschicht nach einem der Ansprüche 10 bis 14 als zum Herstellen einer bedruckten Dekorschicht für ein Laminat.
Laminatfußbodendiele, aufweisend ein Trägermaterial, eine darauf angeordnete bedruckte Basisschicht nach einem der Ansprüche 10 bis 14 und einer darauf angeordneten Deckschicht.