EP3990287A1 - Verfahren zur herstellung von mindestens einem mit einem druckdekor versehenen trägermaterial - Google Patents

Verfahren zur herstellung von mindestens einem mit einem druckdekor versehenen trägermaterial

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Publication number
EP3990287A1
EP3990287A1 EP20735276.6A EP20735276A EP3990287A1 EP 3990287 A1 EP3990287 A1 EP 3990287A1 EP 20735276 A EP20735276 A EP 20735276A EP 3990287 A1 EP3990287 A1 EP 3990287A1
Authority
EP
European Patent Office
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pigment
resin
layer
ink
paper
Prior art date
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Pending
Application number
EP20735276.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Oldorff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Flooring Technologies Ltd
Original Assignee
Flooring Technologies Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Flooring Technologies Ltd filed Critical Flooring Technologies Ltd
Publication of EP3990287A1 publication Critical patent/EP3990287A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/32—Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/322—Pigment inks
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    • C09D11/30—Inkjet printing inks
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/0023—Digital printing methods characterised by the inks used
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41M5/0047—Digital printing on surfaces other than ordinary paper by ink-jet printing
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    • B41M7/00—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/0027—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using protective coatings or layers by lamination or by fusion of the coatings or layers
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    • B41M7/00—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a carrier material provided with a printed decoration, in particular a printed paper or a printed material plate.
  • Carrier materials provided with a decoration e.g. Wood-based panels are typically used as flooring elements or to cover walls and ceilings.
  • the wood-based panels used as carrier materials were mostly coated with a decorative paper in the past, whereby there were no limits to the variety of decorative papers with different patterns.
  • the printing techniques mainly used here are gravure printing and digital printing.
  • the intaglio printing process is a printing technique in which the elements to be imaged are present as depressions in a printing form that is colored before printing.
  • the printing ink is primarily located in the depressions and is applied to the object to be printed on, such as e.g. transferred to a carrier material.
  • digital printing on the other hand, the print image is transferred directly from a computer to a printing machine such as transferred to a laser printer or an inkjet printer. There is no need to use a static printing form.
  • CMYK color model
  • CMYK subtractive color model
  • CMYK the three color components cyan, magenta, yellow (yellow) and the black component key as color depth.
  • CMYK the three color components cyan, magenta, yellow (yellow) and the black component key as color depth.
  • CMYK color space is a compromise, which means that certain colors either cannot be generated at all or that additional colors must then be used. This problem arises particularly when reproducing wood decors in the furniture or laminate flooring industry, where different shades of brown have to be produced.
  • the technical problem underlying the invention was therefore to provide a method for producing decorative prints on different carrier materials with the same quality or comparable quality perception while avoiding metamerism, whereby a good reproduction of warm-looking wood decors is guaranteed on all carrier materials.
  • a method for producing at least one carrier material provided with a printed decoration is provided, the printed decoration being digitally printed e.g. is applied to the at least one carrier material in an inkjet printing process.
  • the ink used for digital printing is a water-soluble CRYK ink which contains at least one cyan pigment, at least one red pigment from the group of quinacridone pigments, the yellow pigment PY181 and at least one black carbon pigment.
  • the present process accordingly uses an ink in which the magenta commonly used in inkjet inks has been replaced by a red color pigment.
  • this ink it is now possible to provide decorations on different carrier materials which are shifted in the color space in the direction of orange-red.
  • the use according to the invention of the color pigments PY181 and PR207 enables the color space to be shifted while increasing the orange-red color component.
  • a color space for gravure printing with PY181 and PR207 has been adapted for warmer wood decors in analogue printing and gravure printing. It should be noted that at least 5 basic colors are usually used in the analog printing process, while digital printing is limited to 4 basic colors. Surprisingly, with the present ink it was possible to transfer this larger color space from analog printing to digital printing without changes occurring that would have led to undesirable metamerism effects.
  • CRYK ink set avoids metameric effects for different carrier materials, in particular the same pigments can be used in the gravure printing process, so that both digital printing and gravure printing processes can be used while avoiding metamerism.
  • white primed wood-based panels and, on the other hand, white primed papers can be used as carrier materials. If the same decor with color sets with the pigments mentioned is printed on both carrier materials, metamerism is largely avoided.
  • Metamerism means that because of the use of different color pigments under different types of light, prints sometimes look the same in color, sometimes different in color. This results from the different reflection and transmission curves of the pigments.
  • the use of a CRYK ink set now avoids these effects for different carrier materials; in particular, the same pigments can be used in the gravure printing process, so that both digital printing and gravure printing processes can be used while avoiding metamerism.
  • EP 2 865 528 B1 the use of a CRYK ink is used for printing on a paper substrate. In addition to a cyan pigment and a carbon black pigment, this CRYK ink contains the red pigment PR 254 and the yellow pigment PY151.
  • the red pigment PR254 belongs to the class of the diketopyrrolopyrrole pigments and is described with a yellowish-red color. PR254 is preferred for use in automotive coatings.
  • the yellow pigment PY151 is a benzimidazolone pigment.
  • the red pigment used in the present process is based on a quinacridone pigment. These belong to a group of organic pigments that are derived from the basic structure of the quinacridone. They have very good weather resistance, high color strength and high chemical resistance.
  • the red pigment used is preferably selected from the group comprising 2,9-dimethylquinacridone (Pigment Red 122), 2,9-dichloroquinacridone (Pigment Red 202), mixed crystal of quinacridone and 4, 11-dichloroquinacridone (Pigment Red 207) and 3 , 10-dichloroquinacridone (Pigment red 209).
  • a mixed crystal is to be understood as a solid solution that differs from a purely physical mixture of the individual components. In a solid solution e.g. the molecules of one component are incorporated into the crystal lattice of the other component. PR207 is described with a yellowish-red color.
  • the yellow pigment PY181 used in the present process is - like PY151 - a benzimidazolone azo pigment, but has different substituents.
  • PY181 contains an amidobenzene side chain as the R4 substituent, while PY151 only at the same position has a hydrogen.
  • PY181 has good acid and base stability as well as solvent stability and is easily dispersible.
  • the at least one cyan pigment is a copper phthalocyanine pigment, preferably C.I. Pigment Blue 15: 3 or C.I. Pigment Blue 15: 4, particularly preferably C.I. Pigment Blue is 15: 3.
  • the black carbon pigment is a soot pigment, in particular selected from the group of Regal TM 400R, Mogul TM, L, Elftex TM 320 from Cabot Co., or Carbon Black FW18, Special Black TM 250, Special Black TM 350, Special Black TM 550, Printex TM 25, Printex TM 35, Printex TM 55, Printex TM 90, Printex TM 150T from DEGUSSA Co., MA8 from MITSUBISHI CHEMICAL Co., and Cl Pigment Black 7 and C.I. Pigment Black 1 1.
  • the pigment concentration in the ink used in the present case, in particular with respect to the red and yellow pigment, is more than 2% by weight, preferably between 2.2 and 6% by weight, particularly preferably between 2.5 and 5% by weight, based on based on the total weight of the ink.
  • the ink used in the present case is an aqueous ink.
  • the water content in the ink is at least 50%, preferably more than 50%, particularly preferably at least 55%. e.g. at 51%, 52% or 53%.
  • the ink used in the present case also has a solvent content.
  • the ink contains at least one organic solvent with a proportion of less than 45%, preferably less than 43%; e.g. 41%, 42%.
  • the organic solvent holds the ink, especially in combination with other additives such as Dispersing aids, in a workable consistency.
  • Glycol or other alcohols such as ethanol can be used as organic solvent.
  • the ink used in the present case can contain further additives such as biocides, humectants, acids / bases to adjust the pH value, surfactants as surface-active substances.
  • humectants inter alia 2-pyrrolidone, glycerol and 1,2-hexanediol can be contained in an amount between 0.1 and 25% by weight, based on the total weight of the aqueous inkjet ink.
  • various carrier materials can be printed with the present method.
  • the at least one carrier material to be printed is at least one raw paper.
  • base papers are to be understood as those papers which were neither exposed to sizing in the mass nor to impregnation of the surface with a resin or glue.
  • Raw papers essentially consist of cellulose, pigments and fillers and common additives. Softwood pulp, hardwood pulp, or mixtures of both types of pulp can be used to produce base papers, such as decorative papers.
  • Inorganic color pigments such as metal oxides, metal hydroxides and metal oxide hydrates, metal sulfides, metal sulfates, metal chromates and metal molybdates as well as organic color pigments and / or dyes such as carbonyl colorants, cyanine colorants and others can be used to color the base papers.
  • the raw paper to be printed in the present case is at least one paper web without impregnation with at least one ink-receiving layer.
  • the ink-receiving layer is preferably a hydrophilic coating which contains water-soluble or water-dispersible polymers or binders as well as inorganic pigments.
  • Polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl acetate, starch, gelatin, carboxymethyl cellulose, ethylene / vinyl acetate, styrene / acrylic acid ester copolymers or mixtures thereof can be used as binders.
  • Inorganic white pigments such as silicates, kaolin, calcium carbonate, aluminum hydroxide, talc, titanium dioxide or colored pigments such as iron oxide, carbon black, or organic colored pigments can be contained in the ink-absorbing layer.
  • the ratio of pigment to binder in the ink-absorbing layer is between 1: 0.05-1: 1 based on the solids content.
  • the ink-receiving layer contains silicates, aluminum oxides, aluminum hydroxides or aluminum silicates and, as a water-soluble polymeric binder, polyvinyl alcohol.
  • the weight per unit area of the ink-absorbing layer can be between 0.5-20 g / m 2 .
  • the at least one carrier material to be printed is at least one pretreated, impregnated paper.
  • a pretreated paper or cellulose layer
  • the paper can be impregnated with a wide variety of resin solutions, for example melamine resins and urea resins, plastic-acrylate compounds or starch glue. It is also possible to impregnate the paper using resin powder. The use of resin powder is described in detail below.
  • an impregnated paper which is provided with the following process steps (see also EP 2 980 313 A1): a) complete impregnation of the cellulose layer with a hardenable resin, e.g. Melamine-formaldehyde resin), b) removing the excess resin that forms on the surface (e.g. by peeling off or doctoring), c) drying the soaked cellulose layer in such a way that after the water has evaporated from the resin, the cellulose fiber on the surface from which the Resin was removed, at least partially exposed.
  • a hardenable resin e.g. Melamine-formaldehyde resin
  • removing the excess resin that forms on the surface e.g. by peeling off or doctoring
  • drying the soaked cellulose layer in such a way that after the water has evaporated from the resin, the cellulose fiber on the surface from which the Resin was removed, at least partially exposed.
  • the resin remaining on the surface of the cellulose layer is sealed with the fiber tips by peeling or doctoring. During the drying process, the resin is drawn back into the fibers so that the fibers are soaked in the resin but not enclosed by the resin.
  • Such a surface is suitable for printing with aqueous digital printing inks.
  • the special device used for peeling or doctoring works similar to a spatula machine in which one or more rollers run backwards on the paper and absorb the excess resin.
  • the amount can be precisely controlled and repeatability guaranteed by the different speeds of the rollers.
  • the treated paper (base paper with or without an ink-absorbing layer, impregnated paper) can also be provided with a primer material.
  • a water-based synthetic resin or acrylate resin dispersion which is completely miscible with water or partially soluble in water can be used as the primer material.
  • the primer material should have a low solvent content of less than 3%.
  • the printed decoration is applied to the carrier material in direct printing by means of a digital printing process using the CRYK ink described above. With digital printing, the print image is transferred directly from a computer to a printing machine, such as an inkjet printer.
  • the decor data is translated into machine data by software (e.g. RIP software from the manufacturer Colorgate).
  • the printed papers can be provided with a resin layer as a protective layer after printing.
  • This protective layer can consist of a resin that has not yet fully cured, preferably a formaldehyde-containing resin, particularly preferably melamine-formaldehyde resin, urea-formaldehyde resin and / or melamine-urea-formaldehyde resin, or a radiation-curable acrylate, preferably polyester acrylate, Polyether acrylates, urethane acrylate, hexanediol diacrylate or mixtures thereof exist.
  • This protective layer serves to protect the printed decorations and enables temporary storage.
  • the applied protective layer should not yet be fully cured, which is controlled in particular by the drying process.
  • the resins used for the impregnation of paper layers go through various polymerization and crosslinking states in these processes.
  • these melamine-formaldehyde monomers are subject to polycondensation, with the monomers being linked via ether and methylene groups and the formation of higher molecular weight precondensates and polycondensates (see scheme II).
  • Precondensates and polycondensates differ in terms of their molar mass and their solubility.
  • the low molecular weight precondensates can still have a limited solubility in water, while the higher molecular weight polycondensates are insoluble.
  • the limited water solubility of the precondensates is due, among other things, to the methylol groups that are still free and the low degree of crosslinking of the mostly still linear oligomers.
  • the precondensates are thus an intermediate polymerisation product. When the polycondensates harden completely, there is strong crosslinking with elimination of the methylol groups still present, with closely crosslinked plastics being formed via methylene groups (see scheme III).
  • A-state easily soluble in solvent, meltable, curable
  • impregnated paper layers for finishing wood-based panels, e.g. For floor panels of higher quality, it is desirable that the impregnation resin is not yet fully cured, but is preferably still in the partially crosslinked B-state. This enables flowing / filming in combination with further cross-linking of the synthetic resins during further processing in the press. Accordingly, the presently impregnated and printed papers are preferably dried to condition B.
  • the printed and, if necessary, coated or impregnated paper can then be pressed with a material plate, at least one protective paper (overlay) and, if necessary, a backing paper.
  • the at least one carrier material to be printed is at least one material board, in particular a wood-based board, such as MDF and HDF boards made of wood fibers, chipboard made of chips, OSB made of wood strands, the wood fibers, wood chips and wood strands each being mixed with suitable adhesives hot-pressed), WPC panels, plastic panels, e.g. SPC (stone plastic composite) or a cement fiber panel.
  • suitable for direct printing are, for example, carrier materials such as Wood-based materials, wood-based material-plastic mixtures, WPC, plastics or mixtures of different plastics, for example PE, PP, PVC, PU, all also with fillers such as chalk, talc or fibers.
  • the surface of the material plate can be pretreated before printing to improve the adhesion of the subsequent layers. This can be cleaning with brushes, a bevel that also removes unevenness from the surface, and / or a plasma or corona treatment.
  • an unsanded wood-based panel in particular MDF or HDF, can also be used, which is also provided with a pressed skin (rotting layer) on the upper side.
  • Aqueous melamine resin is applied to the top to fill the pressed skin.
  • the melamine resin is later melted in the short-cycle press and thus has a compensatory effect in the area of this layer; i.e. it counteracts delamination.
  • At least one primer is applied in a next step to increase the covering power.
  • the primer preferably comprises casein, corn starch or soy protein and can contain inorganic color pigments and thus serve as a primer layer for the decorative layer to be subsequently printed on.
  • White pigments such as titanium dioxide T1O2 can again be used as color pigments.
  • Further color pigments can be calcium carbonate, barium sulfate or barium carbonate, but also iron oxide pigments (for a brownish primer).
  • the primer can also contain water as a solvent.
  • the amount of liquid primer applied can be between 10 and 50 g / m 2 , preferably between 15 and 30 g / m 2 , particularly preferably between 20 and 25 g / m 2 .
  • the primer consists of at least one, preferably of at least two or more successively applied layers or orders (for example up to five orders), the amount applied between the layers or orders is the same or different, ie the application amount of each individual layer can vary.
  • the primer can be applied to the material carrier plate using a roller with subsequent drying. It is also possible to apply the primer to the material plate using digital printing. In this case, water-based inks enriched with white color pigments are preferably used, which are suitable for the digital printing inks used below. An order using digital printing is advantageous, as the printing system is significantly shorter than a roller device and thus saves space, energy and costs.
  • a primer layer is applied to the primer, preferably as a single application with subsequent drying.
  • the amount of the applied liquid primer is between 10 and 30 g / m 2 , preferably between 15 and 20 g / m 2 .
  • Polyurethane-based compounds are preferably used as primers.
  • the decorative layer can also be provided with a protective layer (as already described above for the papers).
  • This protective layer can be a formaldehyde-containing resin (in the B state, see above), in particular a melamine-formaldehyde resin, urea-formaldehyde resin or melamine-urea-formaldehyde resin and glass spheres (size 50-150 ⁇ m) as Spacers included for optional intermediate storage of the panels.
  • This protective layer is used to temporarily protect the decorative layer for storage before further finishing.
  • the protective layer on the decorative layer has not yet fully cured, but has a certain residual moisture content of approx. 10%, preferably approx. 6%, and can be further crosslinked. In the case of temporary storage, the resin remains in state B (not yet fully cured and crosslinked), whereby the decoration is protected.
  • the glass balls can be added to the resin or sprinkled on it and act as spacers.
  • Such protective layers are e.g. described in WO 2010/1 12125 A1 or EP 2 774 770 B1.
  • At least one wear protection layer is applied to the printed material plate (with or without a protective layer).
  • This wear protection layer can consist of one or more layers, e.g. consist of three, four, five or six layers.
  • a wear protection layer is applied with the following steps:
  • the first resin layer having a solids content between 60 and 80% by weight, preferably 65 and 70% by weight, particularly preferably between 65 and 67% by weight;
  • the first resin layer provided with the abrasion-resistant particles on the top of the material plate may not be dried after application,
  • the second resin layer having a solids content between 60 and 80% by weight, preferably 65 and 70% by weight, particularly preferably between 65 and 67% by weight;
  • the third resin layer having a solids content between 60 and 80% by weight, preferably 65 and 70% by weight, particularly preferably between 65 and 67% by weight, and containing glass spheres;
  • the fourth resin layer having a solids content between 50 and 70% by weight, preferably 55 and 65% by weight, particularly preferably between 58 and 62% by weight, and containing glass spheres;
  • the fifth resin layer having a solids content between 50 and 70% by weight, preferably 55 and 65% by weight, particularly preferably between 58 and 62% by weight, and containing glass spheres;
  • the sixth resin layer having a solids content between 50 and 70% by weight, preferably 55 and 65% by weight, particularly preferably between 58 and 62% by weight, and containing no glass spheres;
  • the resin layers used for the wear protection layer are preferably based on aqueous formaldehyde-containing resins, in particular melamine-formaldehyde resin, urea-formaldehyde resin or melamine-urea-formaldehyde resin.
  • the resins used preferably each contain additives such as hardeners, wetting agents (surfactants or mixtures thereof), defoamers, release agents and / or other components.
  • the wetting agent is used in the resin layers in an amount of 0.1-1% by weight.
  • Release agents and smoothing agents are preferably added to the fifth and sixth resin layer in amounts between 0.5-1.5% by weight.
  • a latent hardener is preferably used as hardener, such as alkanolamine salts of acids, for example an alkanolamine salt of a sulfonic acid (see DeuroCure from the manufacturer Deurowood).
  • the latent hardener is preferably added to the resin immediately before the application unit, to avoid premature hardening of the resin and thus losses. Accordingly, there is preferably no central admixing of the hardener, but rather an admixing of the variable amount of hardener at the corresponding application units. This has the advantage that if the system fails, the resin can remain in the lines longer without the hardener. Only the application units with resin hardener have to be specifically adjusted to the pot life of the system. In this way, losses caused by pumping out resin hardener in the event of a standstill / malfunction can be significantly reduced.
  • the proportion of hardener in the individual resin layers varies and can be between 0.5 to 1.5% by weight, preferably 0.7 to 1.3% by weight. It is particularly preferred that the proportion of hardener per resin application decreases in the production direction; i.e. In the lower resin layers, the proportion of hardener is greater than in the upper resin layers. By reducing the amount of hardener from the lower to the upper resin layers, the individual resin layers can be hardened evenly in the KT press.
  • the first resin layer is applied in an amount between 10-100 g / m 2 , preferably 40-80 g / m 2 , particularly preferably 45-60 g / m 2 .
  • the first resin layer is applied, for example, with a grooved application roller in a first application unit.
  • the first resin layer can contain cellulose fibers or wood fibers, preferably cellulose fibers. By adding cellulose fibers, the viscosity of the resin to be applied can be adjusted and the application of the first cover layer to the wood-based panel can be increased.
  • the amount of cellulose fibers that is applied with the first resin layer can be between 0.1 and 1% by weight, preferably between 0.5 and 0.8% by weight (based on the amount of resin to be applied) or between 0.1-0, 5 g / m 2 , preferably 0.2-0.4 g / m 2 , particularly preferably 0.25 g / m 2 .
  • the cellulose fibers used with preference are white in color and are in the form of a fine or granular, slightly hygroscopic powder.
  • the abrasion-resistant particles used are corundum particles (aluminum oxides), boron carbides, silicon dioxides, silicon carbides. Corundum particles are particularly preferred. In this case, it is preferably a matter of high-grade corundum (white) with a high level of transparency, so that the visual effect of the underlying decoration is adversely affected as little as possible. Corundum has an uneven spatial shape.
  • the amount of abrasion-resistant particles scattered on is 10 to 50 g / m 2 , preferably 10 to 30 g / m 2 , particularly preferably 15 to 25 g / m 2 .
  • the amount of abrasion-resistant particles scattered on depends on the abrasion class to be achieved and the grain size.
  • the amount of abrasion-resistant particles in the case of abrasion class AC3 is in the range between 10 to 15 g / m 2
  • in abrasion class AC4 between 15 to 20 g / m 2
  • in abrasion class AC5 between 20 to 25 g / m 2 when used the grit F200.
  • the finished panels preferably have abrasion class AC4.
  • Abrasion-resistant particles with grain sizes in classes F180 to F240, preferably F200, are used.
  • the grain size of class F180 covers a range from 53 - 90 gm, F220 from 45-75 gm, F230 34-82 gm, F240 28-70 gm (FEPA standard).
  • white aluminum oxide F180 to F240 preferably in a main grain range of 53-90 ⁇ m, are used as abrasion-resistant particles.
  • corundum particles of class F200 are used, F200 being a mixture between F180 and F220 and having a diameter between 53 and 75 ⁇ m.
  • the abrasion-resistant particles must not be too fine-grained (risk of dust formation), but also not too coarse-grained. The size of the abrasion-resistant particles is therefore a compromise.
  • silanized corundum particles can be used.
  • Typical silanizing agents are aminosilanes.
  • the second resin layer to be applied to the upper side of the material plate is applied in an amount between 10-50 g / m 2 , preferably 20-30 g / m 2 , particularly preferably 20-25 g / m 2 . Overall, the amount of the second resin layer is less than the amount of the first resin layer. In a preferred embodiment, the second resin layer to be applied to the top of the material panel does not contain any glass spheres.
  • the total amount of first and second resin layer is between 50-100 g / m 2 , preferably 60-80 g / m 2 , particularly preferably 70 g / m 2 . In one variant, the amount of the first resin layer is 50 g / m 2 and the amount of the second resin layer is 25 g / m 2 .
  • the abrasion-resistant particles accumulate in the second resin layer due to the entrainment of loose particles by the second applicator. So can turn into the second Resin layer to be applied resin set a content of abrasion-resistant particles of 5 to 15 wt%, preferably 10 wt%.
  • the amount of the third resin layer applied to the top of the wood-based panel can be between 10-50 g / m 2 , preferably 20-30 g / m 2 , particularly preferably 25 g / m 2 .
  • the third resin layer contains glass spheres that act as spacers.
  • the glass spheres that are preferably used have a diameter of 90-150 ⁇ m.
  • the glass spheres can be applied together with the third resin layer or separately sprinkled onto the third resin layer.
  • the amount of glass spheres is 10 to 50 g / m 2 , preferably 10 to 30 g / m 2 , particularly preferably 15 to 25 g / m 2 .
  • the approach preferably consists of approx. 40 kg of liquid resin plus glass balls and auxiliary materials.
  • the glass beads can also be present in silanized form. The silanization of the glass beads improves the embedding of the glass beads in the resin matrix.
  • the amount of the fourth resin layer applied to the top of the wood-based panel can be between 10-40 g / m 2 , preferably 15-30 g / m 2 , particularly preferably 20 g / m 2 .
  • the solids content of the fourth resin layer (as well as the fifth and sixth resin layers) is lower compared to the first to third resin layers.
  • the varying solids content of the resin layers to be applied enables, on the one hand, a higher total layer thickness due to the increased solids content in the first to third layers; on the other hand, the reduced solids content in the fourth to sixth resin layers ensures that the drying and pressing time is sufficient for the overall structure.
  • the amount of the fifth resin layer applied to the top of the wood-based panel can be between 10-40 g / m 2 , preferably 15-30 g / m 2 .
  • the fifth resin layer also contains glass spheres.
  • the glass spheres can be applied together with the third resin layer or separately sprinkled onto the third resin layer.
  • the glass balls are applied in an amount of 8 to 10 kg per application unit.
  • the sixth resin layer to be applied to the fifth resin layer after drying does not contain any glass spheres. The omission of glass spheres in the sixth resin layer ensures that the underlying resin layers, which have already dried, are not destroyed and the surface of the resin structure does not appear torn.
  • the total thickness of the resin layers applied to the wood-based panel can be between 60 and 200 ⁇ m, preferably between 90 and 150 ⁇ m, particularly preferably between 100 and 120 ⁇ m.
  • the total layer thickness is thus well above the previous methods, with which layer thicknesses of up to 50 ⁇ m are typically achieved.
  • a resin layer is applied to the underside of the material plate together with the second, third, fourth, fifth and sixth resin layer to be applied to the upper side of the material plate.
  • a resin layer is also applied to the underside of the material plate parallel to the second resin layer on the upper side of the material plate.
  • the amount of the resin layer applied to the underside of the material plate can be between 50-100 g / m 2 , preferably 60-80 g / m 2 , particularly preferably 60 g / m 2 .
  • the lower resin layer is preferably colored (eg brownish) in order to simulate a counter-pull.
  • the second resin layer is preferably applied in parallel or simultaneously to the top and bottom of the material plate in at least one double application device (roller application unit). After the second resin layer has been applied, the structure of the first and second resin layers is dried (air-dried) in a first drying device.
  • a third, fourth, fifth and sixth resin layer are applied to the underside parallel to the upper side in double applicators on the carrier plate and each dried after the application.
  • the resin layer (s) applied to the underside act as a counterweight. By applying the resin layers to the top and bottom of the material panels in approximately the same amounts, it is ensured that the tensile forces on the material panel that arise during the pressing process cancel each other out.
  • the layer structure and the respective layer thickness of the backing applied to the underside approximately correspond to the layer sequence applied to the upper side, but without the addition of glass spheres.
  • the resin layers are dried at dryer temperatures between 150 and 220 ° C., preferably between 180 and 210 ° C., in particular in a convection dryer.
  • the temperature is adapted to the respective resin layers and can vary in the individual convection dryers;
  • the temperature in the second, third and fourth convection dryers can be 205 ° C and in the fifth and sixth convection dryers 198 ° C each.
  • convection dryers instead of convection dryers, however, other dryers can also be used.
  • the layer structure is pressed under the influence of pressure and temperature in a short-cycle press at temperatures between 150 and 250 ° C, preferably between 180 and 230 ° C, particularly preferably at 200 ° C and a pressure between 30 and 60 kg / cm 2 , particularly preferably between 40 and 50 kg / cm 2 .
  • the pressing time is between 5 and 15 seconds, preferably between 7 and 10 seconds.
  • a pressure of 50-60 kg / cm 2 is applied for 16 seconds.
  • the coated material panel is preferably aligned in the short-cycle press with a structured press plate located in the short-cycle press using markings on the wood-based panel so that congruence between the decor on the wood-based panel and the structure of the press panel to be embossed is produced. This enables the creation of a decor-synchronous structure.
  • the melamine resin layers melt and a laminate is formed by a condensation reaction including the components corundum / glass / fibers.
  • the material panel is processed with the following method steps: a) applying at least one first layer of at least one powdery resin to at least one side of a wood-based panel and melting the at least one applied layer made of a powdery resin; a1) optional application of at least one primer layer which can contain color pigments, in particular white color pigments; a2) optional application of at least one primer layer; b) applying at least one printed decoration or decorative layer by means of digital printing using the CRYK ink described above; and c) applying at least one further (second) layer of at least one powdery resin to the at least one printed decorative layer and melting the at least one layer of powdery resin scattered onto the decorative layer.
  • the powdered resin is applied to the wood-based panel in an amount of 10 to 50 g / m 2 , preferably 15 to 30 g / m 2 , particularly preferably 20 to 25 g / m 2 .
  • This application amount of resin powder essentially applies to all resin powder layers to be applied, whereby these can be adapted in each case.
  • the scattering density is chosen so that covering layers are generated in every case.
  • the particle size of the powdery resin is between 20 and 100 gm, preferably between 40 and 89 gm.
  • the powdery resin to be applied is a formaldehyde resin, preferably a urea resin, a melamine resin or a phenolic resin, particularly preferably a melamine-formaldehyde resin. It is preferable if a melamine resin or a urea resin is used for the first resin layer. Only melamine resin is preferably used in the upper layers.
  • “Melting” or “gelling” in the context of the present application means that the resin layer is not yet completely polymerized, but rather the polymerization is stopped at an intermediate stage in which further crosslinking or polymerization is still possible at a later processing time.
  • the sense of "gelling” is therefore usually based on the fact that at a later point in time further functional layers are to be applied to the protective layer that has already been applied or the product would only be finished in further processing steps.
  • salting-out, thickening, settling, curing-influencing effects, etc. substances that are poorly compatible with liquid melamine resin can be used. These can be salts to increase the Conductivity, organic or inorganic flame retardants, cellulose derivatives, radical scavengers, pigments, UV absorbers, etc.
  • the powdery resin used can contain additives such as pigments, conductive substances and cellulose.
  • the layer of the melted resin powder can simultaneously serve as a white primer layer for the decorative layer to be subsequently printed.
  • White pigments such as titanium dioxide T1O2 can be used as color pigments.
  • Further color pigments can be calcium carbonate, barium sulfate or barium carbonate. The proportion of color pigments can be up to 50% by weight of the total amount of powder.
  • the addition of color pigments to the first layer of resin powder increases the covering power, so that it can be used as the (sole) base or primer for the subsequent decorative layer.
  • the resin powder is applied by means of electrostatic charging.
  • the application can also be carried out by means of powder coating using the tribo method.
  • the powder to be applied is charged by friction.
  • the applied layer of powdery resin can be melted using an IR radiator, or microwave systems or the like.
  • IR radiators is particularly preferred.
  • the further powder resin layer applied and fused in step c) of the present method preferably comprises powder based on formaldehyde resin, particularly preferably melamine-formaldehyde resin.
  • the amount of resin powder applied in this step is between 10 and 50 g / m 2 , preferably between 20 and 40 g / m 2 .
  • abrasion-resistant particles are uniformly sprinkled onto the decorative layer or the resin powder layer applied in step c) (step d).
  • At least one third layer of at least one powdery resin (step e), in particular on the layer of abrasion-resistant particles, is applied.
  • This layer serves as a separating layer to block off the abrasion-resistant particles.
  • the powder resin layer applied and fused in this step e) preferably comprises powder based on formaldehyde resin, particularly preferably melamine-formaldehyde resin.
  • the amount of resin powder applied in this step is between 10 and 50 g / m 2 , preferably between 20 and 40 g / m 2 .
  • glass spheres are sprinkled on, in particular on the at least one third melted resin powder layer (step f).
  • the glass spheres act as spacers between abrasion-resistant particles and the subsequent press plate. The sheet metal wear can thus be at least partially reduced.
  • At least one fourth layer of at least one powdery resin, in particular on the layer of glass spheres, is applied (step g). This layer serves to block the glass balls and as a finishing layer.
  • the fourth powder resin layer applied and fused in this step g) preferably comprises powder based on formaldehyde resin, particularly preferably melamine-formaldehyde resin.
  • the amount of resin powder applied in this step is between 10 and 50 g / m 2 , preferably between 20 and 40 g / m 2 .
  • the layer structure is pressed in a short-cycle press (KT press) (step h).
  • the pressing step takes place under the influence of pressure and temperature at temperatures between 180 and 250 ° C., preferably between 200 and 230 ° C., particularly preferably at 200 ° C. and a pressure between 30 and 60 kg / cm 2 , particularly preferably between 40 and 50 kg / cm 2 .
  • the pressing time is between 8 and 30 seconds, preferably between 10 and 25 seconds.
  • Embodiment 1a printing of raw paper
  • a base paper (paper weight: 80 g / m 2 ) is unrolled by an unwinding device.
  • the printing inks are applied in an amount between 5 and 10 g / m 2 .
  • the printed paper can be provided with a melamine-formaldehyde resin layer as a protective layer.
  • This protective layer serves to protect the printed decorations and enables temporary storage.
  • the paper is then dried in a convection dryer or by NIR (near infrared) to a moisture content of approx. 6% by weight, so that the resin layer is in the B-state.
  • NIR near infrared
  • Embodiment 1b Printing of base paper with an ink-receiving layer
  • a base paper (paper weight: 80 g / m 2 ) is unrolled by an unwinding device. Then a pigmented (T1O2) ink-receiving layer (synthetic silicate with polyvinyl alcohol as binder) (layer thickness 40 ⁇ m; after drying at 125 ° C dry weight per unit area 4 g / m 2 ) and a primer layer are applied and the layer structure is dried.
  • T1O2 pigmented ink-receiving layer
  • a decorative layer is applied to the paper obtained in this way (paper weight: 80 g / m 2 ) in the digital printing process using a CRYK ink with the above composition.
  • the printing inks are applied in an amount between 5 and 10 g / m 2 .
  • the printed paper can be provided with a melamine-formaldehyde resin layer as a protective layer.
  • This protective layer serves to protect the printed decorations and enables temporary storage.
  • the paper is then dried in a convection dryer or by NIR (near infrared) to a moisture content of approx. 6% by weight, so that the resin layer is in the B-state.
  • NIR near infrared
  • Embodiment 2a Printing a first impregnate with an ink-receiving layer
  • the paper to be printed is impregnated with a liquid melamine resin on the front and back in an impregnation device.
  • About 50 g of melamine resin / m 2 with a solids content of about 50% are applied.
  • a pigmented (T1O2) ink-receiving layer synthetic silicate with polyvinyl alcohol as binder
  • layer thickness 40 gm after drying at 125 ° C dry basis weight 4 g / m 2
  • primer layer a primer layer
  • a decorative layer is applied to the impregnate obtained in this way (paper weight: 80 g / m 2 ) in a digital printing process using a CRYK ink with the above composition.
  • the printing inks are applied in an amount between 5 and 10 g / m 2 .
  • the printed paper can be provided with a melamine-formaldehyde resin layer as a protective layer.
  • the paper is then dried in a convection dryer or by NIR (near infrared) to a moisture content of approx. 6% by weight, so that the resin layer is in the B-state.
  • NIR near infrared
  • Embodiment 2b Printing a second impregnate with an ink-receiving layer
  • the paper to be printed is coated in an application device with melamine resin powder in an amount of 25 g / m 2 with the aid of tribo guns.
  • the melamine resin powder contained the usual auxiliaries such as hardeners, release agents, etc. The powder is then melted using infrared radiation.
  • a pigmented (T1O2) ink-receiving layer synthetic silicate with polyvinyl alcohol as binder
  • layer thickness 40 gm after drying at 125 ° C dry basis weight 4 g / m 2
  • primer layer a primer layer
  • a decorative layer is applied to the impregnate obtained in this way (paper weight: 80 g / m 2 ) in a digital printing process using a CRYK ink with the above Composition applied.
  • the printing inks are applied in an amount between 5 and 10 g / m 2 .
  • the printed paper can be provided with a melamine-formaldehyde resin layer as a protective layer.
  • the paper is then dried in a convection dryer or by NIR (near infrared) to a moisture content of approx. 6% by weight, so that the resin layer is in the B-state.
  • NIR near infrared
  • Exemplary embodiment 2c printing a third impregnate
  • the paper to be printed is impregnated with a melamine resin on the front and back in an impregnation device. About 50 g of melamine resin / m 2 with a solids content of about 50% are applied.
  • the resin on the side of the impregnate to be printed is drawn off with a special device (e.g. a knife squeegee) so that fibers remain free to absorb the printer ink.
  • a special device e.g. a knife squeegee
  • a decorative layer is applied to the impregnate obtained in this way (paper weight: 80 g / m 2 ) in a digital printing process using a CRYK ink with the above composition.
  • the printing inks are applied in an amount between 5 and 10 g / m 2 .
  • the printed impregnate does not need to be dried any further, as the digital printing ink brings only little moisture.
  • Embodiment 3 Printing a plate with a liquid overlay
  • An HDF board (fiber board with increased bulk density) is first pre-coated with an aqueous synthetic resin (melamine-formaldehyde resin).
  • the application rate is 20-50 g resin liquid / m 2 (solids content: approx. 55%).
  • the resin contains the usual auxiliaries such as wetting agents, hardeners, release agents and defoamers.
  • the applied resin is then dried in a convection dryer or a near-infrared oven to a moisture content of approx. 20%.
  • several coats of a water-based, pigmented one Primer applied (5 - 8 times). After each application the primer is dried with the help of a convection dryer or a near-infrared dryer.
  • the primed plate is printed with a motif using a digital printer. Approx. 6 - 8 g / m 2 of the water-based CRYK digital printing ink are used.
  • melamine resin fluid solids content: 55% by weight
  • auxiliaries hardener, wetting agent, etc.
  • a melamine resin is also applied to the underside of the plate with the first roller application unit (application quantity: 60 g resin area / m 2 , solids content: approx. 55% by weight).
  • a melamine resin which also contains glass beads, is then applied to the panel surface. These have a diameter of 60 - 80 pm. The amount of resin applied is approx. 20 g melamine resin liquid / m 2 (solids content: 61.5% by weight). In addition to the hardener and the wetting agent, the recipe also contains a release agent. The amount of glass spheres applied is approx. 3 g / m 2 .
  • a melamine resin is also applied to the underside of the plate using a roller application unit (application quantity: 40 g resin fluid / m 2 , solids content: approx. 55% by weight). The plate is again dried in a circulating air dryer and then coated again with a melamine resin containing glass beads.
  • melamine resin fluid / m 2 solids content: 61.6% by weight
  • the recipes also contain a release agent.
  • a melamine resin is also applied to the underside of the plate using a roller application unit (application amount: 30 g resin fluid / m 2 , solids content: approx. 55% by weight).
  • the resin is again dried in a circulating air dryer and then the plate is placed in a short-cycle press at 200 ° C. and a pressure of 400 N / cm 2 pressed. The pressing time was 10 seconds.
  • a pressed sheet with a wooden structure was used as a structure generator.
  • Embodiment 4 Printing a plate with a powder overlay
  • 8 mm HDF are separated, freed from dust with the help of brushes and then transported onwards via roller transports.
  • melamine resin powder In an application device, they are then coated with melamine resin powder in an amount of 25 g / m 2 with the aid of tribo guns.
  • the melamine resin powder contained the usual auxiliaries such as hardeners, release agents, etc. The powder is then melted using infrared radiation.
  • the primed board is coated in multiple applications with a colored primer with subsequent intermediate drying (circulating air).
  • the color primer is a mixture of casein and pigment (titanium dioxide).
  • the amount applied per order is approx. 5 g b / m 2 .
  • the job is repeated at least five times.
  • a primer is then applied (application quantity: 10-20 g fl./m 2 ) with circulating air drying.
  • the plate is printed with a digital printer using the aqueous CRYK ink.
  • the application quantities of paint are 3 to 15 g fl. / M 2 .
  • the paint is dried over IR radiation or circulating air.
  • Corundum is sprinkled onto the print using a scattering device (application rate: 20 g corundum / m 2 , F 180).
  • melamine resin powder is again applied with a tribo gun (application rate: 80 g / m 2 ).
  • This melamine resin powder is gelled again with the help of an IR radiator.
  • the melamine resin powder contained the usual auxiliaries such as hardeners, release agents, etc.
  • the board is pressed together with a counter-tension impregnate in a KT press.
  • the pressed plate was then inspected visually, and no abnormalities were found.
  • the surface tests subsequently carried out in accordance with DIN EN 15468 - August 2018 also showed no abnormalities. All requirements of exposure class 32 were met.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mindestens einem mit einem Druckdekor versehenen Trägermaterials, wobei das Druckdekor mittels Digitaldruck auf das mindestens eine Trägermaterial aufgetragen wird, wobei die für den Digitaldruck verwendete Tinte eine wasserlösliche CRYK Tinte ist, die mindestens ein Cyanpigment, mindestens ein rotes Pigment aus der Gruppe der Chinacridon-Pigmente, das gelbe Pigment PY181 und mindestens ein schwarzes Kohlenstoffpigment enthält.

Description

Verfahren zur Herstellung von mindestens einem mit einem Druckdekor versehenen Trägermaterial
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit einem Druckdekor versehenen Trägermaterial, insbesondere ein bedrucktes Papier oder eine bedruckte Werkstoffplatte.
Beschreibung
Mit einem Dekor versehene Trägermaterialien, wie z.B. Holzwerkstoffplatten, werden typischerweise als Bodenbelagselemente oder zur Verkleidung von Wänden und Decken verwendet. Hierzu wurden in der Vergangenheit die als Trägermaterialien verwendeten Holzwerkstoffplatten meist mit einem Dekorpapier beschichtet, wobei der Vielfältigkeit an verschieden gemusterten Dekorpapieren keine Grenzen gesetzt waren bzw. sind.
Als Alternative zur Verwendung von Dekorpapieren auf Holzwerkstoffplatten hat sich in der Vergangenheit das direkte Bedrucken von Holzwerkstoffplatten als Trägermaterialien entwickelt, da ein Bedrucken von Papier und dessen nachträgliches Kaschieren oder Direktbeschichten auf die Holzwerkstoffplatte entfällt.
Die hierbei hauptsächlich zum Einsatz kommenden Drucktechniken sind das Tiefdruckverfahren und das Digitaldruckverfahren. Das Tiefdruckverfahren ist eine Drucktechnik, bei der die abzubildenden Elemente als Vertiefungen in einer Druckform vorliegen, die vor dem Druck eingefärbt wird. Die Druckfarbe befindet sich vornehmlich in den Vertiefungen und wird aufgrund von Anpressdruck der Druckform und von Adhäsionskräften auf den zu bedruckenden Gegenstand wie z.B. ein Trägermaterial übertragen. Beim Digitaldruck hingegen wird das Druckbild direkt von einem Computer in eine Druckmaschine wie z.B. einem Laserdrucker oder Tintenstrahldrucker übertragen. Dabei entfällt die Verwendung einer statischen Druckform.
Im Rahmen der technischen Weiterentwicklung der Drucktechnologie von verschiedensten Trägermaterialien wird jedoch mehr und mehr auf den Digitaldruck gesetzt. Während digitale Druckverfahren zunächst vor allem in der graphischen Industrie wie z.B. Werbeagenturen, Werbemittelhersteller oder Druckereien Anwendung fanden, zeigt sich mittlerweile, dass digitale Druckverfahren auch häufiger in anderen Industriezweigen anzutreffen sind. Hierfür gibt es zwar vielfältige Gründe, wobei sich jedoch zwei wesentliche Argumente erkennen lassen. So ermöglicht der Digitaldruck die Herstellung eines Druckbildes mit einer besonders hohen Qualität durch eine höhere Auflösung und erlaubt des Weiteren ein breiteres Anwendungsspektrum bei hoher Flexibilität.
Digitales Drucken wird heute fast ausschließlich unter Verwendung des Farbsystems CMYK durchgeführt. Das CMYK Farbmodell ist ein subtraktives Farbmodell, wobei die Abkürzung CMYK für die drei Farbbestandteile Cyan, Magenta, Yellow (gelb) und den Schwarzanteil Key als Farbtiefe steht. Mit diesem Farbsystem lässt sich ein Farbraum (Gamut) abbilden, der vielen Anforderungen aus verschiedensten Bereichen genügt.
Trotzdem ist der CMYK Farbraum ein Kompromiss, der dazu führt, dass bestimmte Farben entweder gar nicht erzeugt werden können oder dazu dann doch der Einsatz zusätzlicher Farben nötig wird. Dieses Problem stellt sich besonders bei der Reproduktion von Holzdekoren in der Möbel- oder Laminatbodenindustrie, wobei verschiedene Brauntöne erzeugt werden müssen.
Die der Erfindung zugrunde liegende technische Aufgabe bestand daher darin, ein Verfahren zur Erzeugung von Dekordrucken auf verschiedenen Trägermaterialien mit gleicher Qualität bzw. vergleichbarer Qualitätsanmutung unter Vermeidung von Metamerie zur Verfügung zu stellen, wobei eine gute Reproduktion von warm anmutenden Holzdekoren auf allen Trägermaterialien gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Entsprechend wird ein Verfahren zur Herstellung von mindestens einem mit einem Druckdekor versehenen Trägermaterial bereitgestellt, wobei das Druckdekor mittels Digitaldruck z.B. in einem Tintenstrahldruckverfahren auf das mindestens eine Trägermaterial aufgetragen wird.
Erfindungsgemäß ist die für den Digitaldruck verwendete Tinte eine wasserlösliche CRYK Tinte, die mindestens ein Cyanpigment, mindestens ein rotes Pigment aus der Gruppe der Chinacridon-Pigmente, das gelbe Pigment PY181 und mindestens ein schwarzes Kohlenstoffpigment enthält.
Das vorliegende Verfahren verwendet demnach eine Tinte, in der das üblicherweise in Tintenstrahltinten verwendete Magenta gegen ein rotes Farbpigment ausgetauscht ist. Mit dieser Tinte ist es nunmehr möglich, Dekore auf verschiedenen Trägermaterialien bereitzustellen, die im Farbraum in Richtung orange-rot verschoben sind. Die erfindungsgemäße Verwendung der Farbpigmente PY181 und PR207 ermöglicht eine Verschiebung des Farbraumes unter Erhöhung des orange-roten Farbanteils.
So ist ein Farbraum für den Tiefdruck mit PY181 und PR207 für wärmere Holzdekore im analogen Druck bzw. Tiefdruck angepasst. Zu beachten ist, dass im analogen Druckverfahren üblicherweise mindestens 5 Grundfarben verwendet werden, während der Digitaldruck auf 4 Grundfarben beschränkt ist. Überraschenderweise war es mit der vorliegenden Tinte möglich, diesen größeren Farbraum aus dem analogen Druck auf den Digitaldruck zu übertragen, ohne dass dabei Veränderungen auftraten, die zu unerwünschten Metamerie-Effekten geführt hätten.
Die Verwendung eines CRYK-Tintensatzes vermeidet Metamerie- Effekte für verschiedene Trägermaterialien, insbesondere können die gleichen Pigmente im Tiefdruckverfahren eingesetzt werden, so dass sowohl Digitaldruck als auch Tiefdruckverfahren unter Vermeidung von Metamerie angewendet werden können. Als Trägermaterialien können nun einerseits weiß grundierte Holzwerkstoffplatten und andererseits weiße geprimerte Papiere eingesetzt werden. Sofern auf beiden Trägermaterialien das gleiche Dekor mit Farbsätzen mit den genannten Pigmenten gedruckt wird, wird die Metamerie weitgehend vermieden.
Mit dem vorliegenden Verfahren ist es demnach möglich, Dekorpapiere für Möbel, Bodenpaneele und Hochdrucklaminate und Laminatpaneele mit dem gleichen Dekor und der gleichen Farbwirkung, d.h. Möbel, Boden und Kanten in einem zueinander passenden Dekor und Farbsteilung, bereitzustellen.
Insbesondere ist es aufgrund der Verwendung der modifizierten Tinte möglich, Metamerie- Effekte zu vermeiden. Metamerie bedeutet, dass Drucke wegen der Verwendung unterschiedlicher Farbpigmente unter verschiedenen Lichtarten mal farblich gleich, mal farblich unterschiedlich aussehen. Dies resultiert aus den unterschiedlichen Reflexions- bzw. Transmissionskurven der Pigmente. Die Verwendung eines CRYK-Tintensatzes vermeidet nunmehr diese Effekte für verschiedene Trägermaterialien, insbesondere können die gleichen Pigmente im Tiefdruckverfahren eingesetzt werden, so dass sowohl Digitaldruck als auch Tiefdruckverfahren unter Vermeidung von Metamerie angewendet werden können. In der EP 2 865 528 B1 wird die Verwendung einer CRYK-Tinte zum Bedrucken eines Papiersubstrates verwendet wird. Diese CRYK-Tinte enthält neben einem Cyanpigment und einem Russpigment das rote Pigment PR 254 und das gelbe Pigment PY151 .
Das rote Pigment PR254 gehört zu der Klasse der Diketopyrrolopyrrol-Pigmente und wird mit einer gelblich-roten Farbe beschrieben. PR254 wird bevorzugt in Automobillacken verwendet. Das gelbe Pigment PY151 ist ein Benzimidazolonpigment.
Nachteilig bei der Verwendung von PR254 und PY151 in der Bereitstellung von Druckdekoren für verschiedene Trägermaterialien zur Anwendung in der Möbel- und Laminatbodenindustrie ist jedoch eine nur ungenügende Farbverschiebung in Richtung orange-rot sowie die vergleichsweise hohen Kosten dieser Pigmente.
Die erfindungsgemäße Verwendung eines roten Pigmentes aus der Gruppe der Chinacridon- Pigmente ermöglicht hingegen die gewünschte Farbverschiebung bei gleichzeitig geringeren Kosten bei gleichzeitiger Vermeidung von Metamerie.
Wie erwähnt, basiert das im vorliegenden Verfahren zum Einsatz kommende rote Pigment auf einem Chinacridon-Pigment. Diese gehören zu einer Gruppe organischer Pigmente, die sich von der Grundstruktur des Chinacridons ableiten. Sie weisen eine sehr gute Wetterechtheit, hohe Farbstärke und hohe chemische Beständigkeit auf.
Das verwendete rote Pigment ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe enthaltend 2,9- Dimethylchinacridon (Pigment Red 122), 2,9-Dichlorchinacridon (Pigment Red 202), Mischkristall aus Chinacridon und 4, 1 1 - Dichlorchinacridon (Pigment Red 207) und 3,10- Dichlorchinacridon (Pigment red 209).
Das rote Pigment PR207 als Mischkristall aus Chinacridon und 4, 1 1 - Dichlorchinacridon wird besonders bevorzugt verwendet. Ein Mischkristall ist als eine feste Lösung zu verstehen, die sich von einer rein physikalische Mischung der Einzelkomponenten unterscheidet. In einer festen Lösung sind z.B. die Moleküle einer Komponente in das Kristallgitter der anderen Komponente eingebaut. PR207 wird mit einer gelblich-roten Farbe beschrieben.
Das in dem vorliegenden Verfahren verwendete gelbe Pigment PY181 ist - wie das PY151 - ein Benzimidazolonazopigment, weist jedoch andere Substituenten auf. So enthält PY181 als R4 Substituent eine Amidobenzol-Seitenkette, während PY151 an derselben Position lediglich ein Wasserstoff aufweist. PY181 weist eine gute Säure- und Basenstabilität sowie Lösemittelstabilität auf und ist gut dispergierbar.
In einer Ausführungsform der im vorliegenden Verfahren verwendeten Tinte ist das mindestens eine Cyanpigment ein Kupferphthalocyaninpigment, bevorzugt C.l. Pigment Blue 15:3 oder C.l. Pigment Blue 15:4, insbesondere bevorzugt C.l. Pigment Blue 15:3 ist.
In einer weiteren Ausführungsform der im vorliegenden Verfahren verwendeten Tinte ist das schwarze Kohlenstoffpigment ein Russpigment, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe Regal™ 400R, Mogul™, L, Elftex™ 320 from Cabot Co., or Carbon Black FW18, Special Black™ 250, Special Black™ 350, Special Black™ 550, Printex™ 25, Printex™ 35, Printex™ 55, Printex™ 90, Printex™ 150T from DEGUSSA Co., MA8 from MITSUBISHI CHEMICAL Co., and C.l. Pigment Black 7 and C.l. Pigment Black 1 1 .
Die Pigmentkonzentration in der vorliegend verwendeten Tinte, insbesondere in Bezug auf das rote und gelbe Pigment, liegt bei mehr als 2 Gew.-%, bevorzugt zwischen 2,2 und 6 Gew%, insbesondere bevorzugt zwischen 2,5 und 5 Gew%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
Wie bereits erwähnt handelt es sich bei der vorliegend verwendeten Tinte um eine wässrige Tinte. Der Wasseranteil in der Tinte liegt bei mindestens 50% liegt, bevorzugt bei über 50%, insbesondere bevorzugt bei mindestens 55% liegt. z.B. bei 51 %, 52% oder 53%.
Die vorliegend verwendete Tinte weist ebenfalls einen Lösemittelanteil auf. So enthält die Tinte mindestens ein organisches Lösemittel mit einem Anteil von weniger als 45%, bevorzugt von weniger als 43%; z.B. 41 %, 42%.
Das organische Lösemittel hält die Tinte, insbesondere in Kombination mit weiteren Additiven wie z.B. Dispergierhilfsmitteln, in einer verarbeitungsfähigen Konsistenz. Als organisches Lösemittel kann Glykol oder weitere Alkohole, wie Ethanol verwendet werden.
Darüber hinaus kann die vorliegend verwendete Tinte weitere Additive wie Biozide, Befeuchtungsmittel, Säure / Basen zur Einstellung des pH-Wertes, Tenside als oberflächenaktive Stoffe aufweisen. Als Befeuchtungsmittel können u.a. 2-Pyrrolidon, Glycerol und 1 ,2-Hexandiol in einer Menge zwischen 0,1 und 25 Gew-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der wässrigen Tintenstrahltinte, enthalten sein. Wie oben bereits erwähnt, können mit dem vorliegenden Verfahren verschiedene Trägermaterialien bedruckt werden.
So ist das mindestens eine zu bedruckende Trägermaterial in einer Ausführungsform mindestens ein Rohpapier. Unter Rohpapieren sind dabei solche Papiere zu verstehen, die weder einer Leimung in der Masse noch eine Imprägnierung der Oberfläche mit einem Harz oder Leim ausgesetzt waren. Rohpapiere bestehen im Wesentlichen aus Zellstoffen, Pigmenten und Füllstoffen und üblichen Additiven. Zur Herstellung von Rohpapieren, wie zum Beispiel Dekorpapieren, können Nadelholz-Zellstoffe, Laubholz-Zellstoffe, oder Mischungen beider Zellstoffarten verwendet werden. Zur Einfärbung der Rohpapiere können anorganische Farbpigmente wie Metalloxide, Metall Hydroxide und Metalloxid Hydrate, Metall Sulfide, Metallsulfate, Metallchromate und Metallmolybdate sowie organische Farbpigmente und/oder Farbstoffe wie zum Beispiel Carbonylfarbmittel, Cyaninfarbmittel und andere eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das vorliegend zu bedruckende Rohpapier mindestens eine Papierbahn ohne Imprägnierung mit mindestens einer Tintenaufnahmeschicht. Bei der Tintenaufnahmeschicht handelt es sich bevorzugt um eine hydrophile Beschichtung, die wasserlösliche oder wasserdispergierbare Polymere bzw. Bindemittel sowie anorganische Pigmente enthält.
Als Bindemittel können beispielsweise Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylacetat, Stärke, Gelatine, Carboxymethylcellulose, Ethylen/Vinylacetat, Styrol/Acrylsäureester Copolymere oder deren Gemische verwendet werden.
Als anorganische Pigmente können in der tintenaufnehmenden Schicht anorganische weiße Pigmente wie Silikate, Kaolin, Kalziumkarbonat, Aluminiumhydroxid, Talkum, Titandioxid oder Farbpigmente wie Eisenoxid, Russ, oder organische Farbpigmente enthalten sein. Das Verhältnis von Pigment zu Bindemittel in der tintenaufnehmenden Schicht liegt zwischen 1 :0,05-1 :1 bezogen auf den Feststoffgehalt.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die tintenaufnehmende Schicht Silikate, Aluminiumoxide, Aluminiumhydroxide oder Aluminiumsilikate und als wasserlösliches polymeres Bindemittel Polyvinylalkohol. Das Flächengewicht der tintenaufnehmenden Schicht kann zwischen 0,5 - 20 g/m2 betragen.
In einer weiteren Ausführungsform ist das mindestens eine zu bedruckende Trägermaterial mindestens ein vorbehandeltes, imprägniertes Papier. Unter einem vorbehandelten Papier (oder Zelluloselage) ist dabei ein Papier oder eine Papierbahn zu verstehen, die mit einer Harzlösung imprägniert ist. Das Papier kann mit verschiedensten Harzlösung getränkt sein, beispielsweise Melaminharze und Harnstoffharze, Kunststoff-Acrylat-Verbindungen oder Stärke-Beleimung. Es ist auch möglich, das Papier unter Verwendung von Harzpulver zu imprägnieren. Die Verwendung von Harzpulver ist weiter unten im Detail beschrieben.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante wird ein imprägniertes Papier verwendet, welches mit den folgenden Verfahrensschritten (siehe auch EP 2 980 313 A1 ) bereitgestellt wird: a) vollständiges Tränken der Zelluloselage mit einem härtbaren Harz, z.B. Melamin- Formaldehydharz), b) Entfernen des sich auf der Oberfläche ausbildenden überschüssigen Harzes (z.B. durch Abziehen oder Abrakeln), c) Trocknen der getränkten Zelluloselage derart, dass nach dem Verdunsten des Wassers aus dem Harz die Zellulosefaser auf der Oberfläche, von der das Harz entfernt wurde zumindest teilweise freiliegen.
Durch das Abziehen oder Abrakeln schließt das auf der Oberfläche der Zelluloselage verbleibende Harz mit den Faserspitzen ab. Im Trocknungsprozess zieht sich das Harz in die Fasern zurück, so dass die Fasern mit dem Harz getränkt sind aber nicht vom Harz eingeschlossen. Eine derartige Oberfläche ist zum Bedrucken mit wässrigen Digitaldrucktinten geeignet.
Die für das Abziehen bzw. Abrakeln verwendete Spezialeinrichtung funktioniert ähnlich wie eine Spachtelmaschine bei der eine oder mehrere Walzen auf dem Papier rückwärts laufen und das überschüssige Harz aufnehmen. Durch unterschiedliche Geschwindigkeiten der Walzen kann die Menge genau gesteuert und eine Wiederholbarkeit gewährleistet werden.
Zur Verbesserung des Druckergebnisses kann das behandelte Papier (Rohpapier ohne oder mit Tintenaufnahmeschicht, imprägniertes Papier) zusätzlich mit einem Primermaterial versehen sein.
Als Primermaterial kann eine wasserbasierende Kunstharz-oder Acrylatharz-Dispersion verwendet werden, die vollständig mit Wasser mischbar oder in Wasser teilweise lösbar ist. Das Primermaterial sollte einen niedrigen Lösungsmittelgehalt von unter 3 % aufweisen. Wie oben bereits angedeutet, wird das Druckdekor im Direktdruck mittels eines Digitaldruckverfahrens unter Verwendung der oben beschriebenen CRYK-Tinte auf das Trägermaterial aufgebracht. Beim Digitaldruck wird das Druckbild direkt von einem Computer in eine Druckmaschine, wie z.B. einen Tintenstrahldrucker übertragen. Die Dekordaten werden von einer Software in Maschinendaten übersetzt (z.B. RIP-Software vom Hersteller Colorgate).
Die bedruckten Papiere (Rohpapier oder imprägniertes Papier) können nach dem Bedrucken mit einer Harzschicht als Schutzschicht versehen werden. Diese Schutzschicht kann aus einem noch nicht vollständig ausgehärteten Harz, bevorzugt ein Formaldehyd-haltiges Harz, insbesondere bevorzugt Melamin-Formaldehyd-Harz, Harnstoff-Formaldehyd-Harz und/oder Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harz, oder einem strahlenhärtbaren Acrylat, bevorzugt Polyesteracrylate, Polyetheracrylate, Urethanacrylat, Hexandioldiacrylat oder Gemische davon, bestehen. Diese Schutzschicht dient dem Schutz der Druckdekors und ermöglicht eine Zwischenlagerung.
Wie erwähnt sollte die aufgetragene Schutzschicht noch nicht vollständig ausgehärtet sein, was insbesondere durch den Trocknungsprozess gesteuert wird.
Insbesondere müssen unabhängig vom Verwendungszweck alle imprägnierten Papiere einen Restfeuchtgehalt besitzen. Dieser ermöglicht unabhängig von der Art der Weiterverarbeitung (Kurztakt-, Conti- oder Mehretagenpresse) das Entstehen von qualitativ einwandfreien Produkten. Die Restfeuchte ist ein Indiz für den Vernetzungsgrad der eingesetzten Kunstharze.
Die zur Imprägnierung von Papierlagen (oder auch zur Direktbeschichtung von anderen Trägerplatten, siehe weiter unten) verwendeten Harze durchlaufen in diesen Prozessen verschiedene Polymerations- und Vernetzungszustände.
Dies sei im Folgenden anhand des häufig in der Holzwerkstoffplatten-Herstellung zum Einsatz kommenden Melamin-Formaldehyd-Harzes dargestellt.
Melamin und Formaldehyd reagieren zunächst unter Ausbildung von Methylolgruppen an den Aminogruppen des Melamins zu wasserlöslichen Produkten (siehe Schema I). Schema I
Diese Melamin-Formaldehyd-Monomere unterliegen nach Zugabe eines geeigneten Katalysators, bevorzugt einer Säure, der Polykondensation, wobei es zur Verknüpfung der Monomere über Ether- und Methylengruppen und zur Ausbildung von höhermolekularen Prekondensaten und Polykondensaten kommt (siehe Schema II).
Schema II
Prekondensate und Polykondensate unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Molmasse und ihrer Löslichkeit. So können die niedermolekularen Prekondensate noch über eine begrenzte Wasserlöslichkeit verfügen, während die höhermolekularen Polykondensate unlöslich sind. Die begrenzte Wasserlöslichkeit der Prekondensate ist u.a. durch noch freie Methylolgruppen und den geringen Vernetzungsgrad der meist noch linearen Oligomere bedingt. Die Prekondensate sind somit ein Polymerisationszwischenprodukt. Bei einer vollständigen Härtung der Polykondensate kommt es zu einer starken Vernetzung unter Abspaltung der noch vorhandenen Methylolgruppen, wobei sich über Methylengruppen engmaschig vernetzte Kunststoffe ausbilden (siehe Schema III). Schema III
Bei über Kondensationsreaktionen aushärtenden Kunstharzen werden daher folgende Harzzustände unterschieden:
A-Zustand: leicht in Lösemittel löslich, schmelzbar, härtbar;
B-Zustand: nur noch teilweise in Lösemittel löslich, schmelzbar, härtbar;
C-Zustand: unlöslich, ausgehärtet
Im Falle der Verwendung von imprägnierten Papierlagen zur Veredlung von Holzwerkstoffplatten z.B. zu hochwertigeren Fußbodenpaneelen ist es wünschenswert, dass das Imprägnierharz noch nicht vollständig ausgehärtet ist, sondern sich bevorzugt noch im teilvernetzten B-Zustand befindet. Dies ermöglicht bei der Weiterverarbeitung in der Presse noch ein Fließen/Verfilmen in Kombination mit der Weitervernetzung der Kunstharze. Entsprechend werden die vorliegend imprägnierten und bedruckten Papiere bevorzugt bis zum Zusatnd B getrocknet.
Das bedruckte und ggfs beschichtete bzw. imprägnierte Papier kann anschließend mit einer Werkstoffplatte, mindestens einem Schutzpapier (Overlay) und ggfs einem Gegenzugpapier verpresst werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist das mindestens eine zu bedruckende Trägermaterial mindestens eine Werkstoffplatte, insbesondere eine Holzwerkstoffplatte, wie MDF- und HDF- Platten aus Holzfasern, Spanplatten aus Spänen, OSB aus Holzstrands, wobei die Holzfasern, Holzspäne und Holzstrands jeweils mit geeigneten Klebstoffen vermischt und heiß verpresst werden), WPC-Platten, Kunststoffplatte, z.B. SPC (stone plastic composite) oder eine Zementfaserplatte ist. Zum Direktdruck geeignet sind z.B. Trägermaterialien wie Holzwerkstoffe, Holzwerkstoff-Kunststoff-Gemische, WPC, Kunststoffe oder Gemische verschiedener Kunststoffe, beispielsweise PE, PP, PVC, PU, alle auch mit Füllstoffen, wie Kreide, Talkum oder auch Fasern.
In einer Ausführungsvariante kann die Oberfläche der Werkstoffplatte vor dem Bedrucken zur Verbesserung der Haftung der nachfolgenden Schichten vorbehandelt werden. Dies kann eine Reinigung mit Bürsten, ein Anschliff, der die Oberfläche auch von Unebenheiten befreit, und/oder eine Plasma- oder Coronabehandlung sein.
In einer Ausführungsform kann auch eine ungeschliffene Holzwerkstoffplatte, insbesondere MDF oder HDF, verwendet werden, die auf der Oberseite noch mit einer Presshaut (Verrottungsschicht) versehen ist. Es wird wässriges Melaminharz auf die Oberseite aufgebracht, um die Presshaut zu füllen. Das Melaminharz wird später in der Kurztaktpresse aufgeschmolzen und wirkt damit vergütend im Bereich dieser Schicht; d.h. es wirkt einer Delaminierung entgegen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird in einem nächsten Schritt mindestens eine Grundierung zur Erhöhung der Deckkraft aufgetragen.
Die Grundierung umfasst bevorzugt Kasein, Maisstärke oder Sojaprotein und kann anorganische Farbpigmente enthalten und somit als Grundierungsschicht für die anschließend aufzudruckende Dekorschicht dienen.
Als Farbpigmente können wiederum weiße Pigmente wie Titandioxid T1O2 verwendet werden. Weitere Farbpigmente können Calciumcarbonat, Bariumsulfat oder Bariumcarbonat, aber auch Eisenoxidpigmente (für eine bräunliche Grundierung) sein. Die Grundierung kann neben den Farbpigmenten und dem Kasein, der Maisstärke oder Sojaprotein noch Wasser als Lösemittel enthalten.
Die Menge der aufgetragenen flüssigen Grundierung kann zwischen 10 und 50 g/m2, bevorzugt zwischen 15 und 30 g/m2, insbesondere bevorzugt zwischen 20 und 25 g/m2 liegen.
Es ist ebenfalls denkbar, dass die Grundierung aus mindestens einer, bevorzugt aus mindestens zwei oder mehreren nacheinander aufgetragenen Lagen bzw. Aufträgen besteht (z.B. bis zu fünf Aufträgen), wobei die Auftragsmenge zwischen den Lagen bzw. Aufträgen gleich oder verschieden ist, d.h. die Auftragsmenge einer jeden einzelnen Lagen kann variieren.
Die Grundierung kann unter Verwendung einer Walze auf die Werkstoffträgerplatte mit anschließender Trocknung aufgebracht werden. Es ist auch möglich, die Grundierung mittels Digitaldruck auf die Werkstoffplatte aufzubringen. Hierbei werden bevorzugt wasserbasierte mit weißen Farbpigmenten angereicherte Tinten verwendet, die passend zu den nachfolgend verwendeten Digitaldrucktinten sind. Ein Auftrag mittels Digitaldruck ist vorteilhaft, da die Druckanlage deutlich kürzer ist als eine Walzvorrichtung und somit Platz, Energie und Kosten spart.
In einer weiteren Ausführungsvariante des vorliegenden Verfahrens wird auf die Grundierung eine Primerschicht, bevorzugt als Einmalauftrag mit anschließender Trocknung, aufgebracht. Die Menge des aufgetragenen flüssigen Primers liegt zwischen 10 und 30 g/m2, bevorzugt zwischen 15 und 20 g/m2. Als Primer werden bevorzugt Verbindungen auf Polyurethanbasis verwendet.
Im Anschluss an das Bedrucken der grundierten Werkstoffplatte im Digitaldruck unter Verwendung der oben beschriebenen CRYK Tinte kann die Dekorschicht ebenfalls (wie bereits oben für die Papiere beschrieben) mit einer Schutzschicht versehen werden.
Diese Schutzschicht kann ein Formaldehyd-haltiges Harz (im B-Zustand, siehe oben), insbesondere ein Melamin-Formaldehyd-Harz, Harnstoff-Formaldehyd-Harz oder Melamin- Harnstoff-Formaldehyd-Harz sein und Glaskugeln (Größe 50-150 pm) als Abstandshalter für eine optionale Zwischenlagerung der Platten enthalten. Diese Schutzschicht dient einem vorläufigen Schutz der Dekorschicht zur Lagerung vor der weiteren Veredelung. Die Schutzschicht auf der Dekorschicht ist noch nicht vollständig ausgehärtet, sondern mit einer gewissen Restfeuchte von ca. 10%, bevorzugt von ca. 6%, versehen und noch weiter vernetzbar. Im Falle einer Zwischenlagerung verharrt das Harz somit im Zustand B (noch nicht vollständig ausgehärtet und vernetzt), wobei das Dekor geschützt wird. Die Glaskugeln können dem Harz beigegeben oder aufgestreut werden und fungieren als Abstandhalter. Derartige Schutzschichten sind z.B. in der WO 2010/1 12125 A1 oder EP 2 774 770 B1 beschrieben.
Alternativ dazu geht es direkt zum nächsten Bearbeitungsschritt. In einer weitergehenden Ausführungsvariante wird auf die die bedruckte Werkstoffplatte (mit oder ohne Schutzschicht) mindestens eine Verschleißschutzschicht aufgetragen.
Diese Verschleißschutzschicht kann aus einer oder mehreren Lagen, z.B. drei, vier, fünf oder sechs Lagen bestehen.
In einer Ausführungsform wird eine Verschleißschutzschicht mit den folgenden Schritten aufgetragen:
- Aufträgen von mindestens einer ersten Harzschicht auf die mindestens eine Dekorschicht auf der Oberseite der Werkstoffplatte, wobei die erste Harzschicht einen Feststoffgehalt zwischen 60 und 80 Gew%, bevorzugt 65 und 70 Gew%, insbesondere bevorzugt zwischen 65 und 67 Gew% aufweist;
- gleichmäßiges Aufstreuen von abriebfesten Partikeln auf die erste Harzschicht auf der Oberseite der Werkstoffplatte;
- wobei die mit den abriebfesten Partikeln versehene erste Harzschicht auf der Oberseite der Werkstoffplatte ggfs nach dem Auftrag nicht getrocknet wird,
- Aufträgen von mindestens einer zweiten Harzschicht auf die mit den abriebfesten Partikeln versehene erste, ggfs feuchte Harzschicht auf der Oberseite der Werkstoffplatte, wobei die zweite Harzschicht einen Feststoffgehalt zwischen 60 und 80 Gew%, bevorzugt 65 und 70 Gew%, insbesondere bevorzugt zwischen 65 und 67 Gew% aufweist;
- anschließendes Trocknen des Aufbaus aus erster Harzschicht und zweiter Harzschicht in mindestens einer Trocknungsvorrichtung;
- Aufträgen von mindestens einer dritten Harzschicht, wobei die dritte Harzschicht einen Feststoffgehalt zwischen 60 und 80 Gew%, bevorzugt 65 und 70 Gew%, insbesondere bevorzugt zwischen 65 und 67 Gew% aufweist und Glaskugeln enthält;
- anschließendes Trocknen der aufgetragenen dritten Harzschicht in mindestens einer weiteren Trocknungsvorrichtung; - Aufträgen von mindestens einer vierten Harzschicht, wobei die vierte Harzschicht einen Feststoffgehalt zwischen 50 und 70 Gew%, bevorzugt 55 und 65 Gew%, insbesondere bevorzugt zwischen 58 und 62 Gew% aufweist und Glaskugeln enthält;
- anschließendes Trocknen der aufgetragenen vierten Harzschicht in mindestens einer weiteren Trocknungsvorrichtung;
- Aufträgen von mindestens einer fünften Harzschicht, wobei die fünfte Harzschicht einen Feststoffgehalt zwischen 50 und 70 Gew%, bevorzugt 55 und 65 Gew%, insbesondere bevorzugt zwischen 58 und 62 Gew% aufweist und Glaskugeln enthält;
- anschließendes Trocknen der aufgetragenen fünften Harzschicht in mindestens einer weiteren Trocknungsvorrichtung;
- Aufträgen von mindestens einer sechsten Harzschicht, wobei die sechste Harzschicht einen Feststoffgehalt zwischen 50 und 70 Gew%, bevorzugt 55 und 65 Gew%, insbesondere bevorzugt zwischen 58 und 62 Gew% aufweist und keine Glaskugeln enthält;
- anschließendes Trocknen der aufgetragenen sechsten Harzschicht in mindestens einer weiteren Trocknungsvorrichtung; und
- Verpressen des Schichtaufbaus in einer Kurztaktpresse.
Die für die Verschleißschutzschicht verwendeten Harzschichten basieren bevorzugt auf wässrigen Formaldehyd-haltigen Harzen, insbesondere Melamin-Formaldehyd-Harz, Harnstoff-Formaldehyd-Harz oder Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harz.
Die verwendeten Harze enthalten bevorzugt jeweils Additive, wie Härter, Netzmittel (Tenside oder Mischungen davon), Entschäumer, Trennmittel und/oder weitere Komponenten. Das Netzmittel wird in den Harzschichten jeweils in einer Menge von 0,1 -1 Gew% eingesetzt. T rennmittel und Glättmittel werden bevorzugt der fünften und sechsten Harzschicht in Mengen zwischen 0,5-1 ,5 Gew% zugegeben.
Als Härter wird bevorzugt ein latenter Härter verwendet, wie Alkanolaminsalze von Säuren, z.B. ein Alkanolaminsalz einer Sulfonsäure (siehe DeuroCure des Herstellers Deurowood). Die Zugabe des latenten Härters zum Harz erfolgt bevorzugt unmittelbar vor dem Auftragswerk, um eine vorzeitige Härtung des Harzes und somit Verluste zu vermeiden. Entsprechend erfolgt bevorzugt keine zentrale Zumischung des Härters, sondern eine Zumischung der variablen Härtermenge erst an den korrespondierenden Auftragswerken. Dies hat den Vorteil, dass bei Störung der Anlage das Harz ohne den Härter länger in den Leitungen verbleiben kann. Nur die Auftragswerke mit Harz-Härter müssen gezielt auf die Topfzeit des Systems eingestellt werden. Damit lassen sich Verluste durch bei Stillstand/Störung notwendiges Abpumpen von Harz-Härter deutlich reduzieren.
Der Anteil des Härters in den einzelnen Harzschichten variiert und kann zwischen 0,5 bis 1 ,5 Gew%, bevorzugt 0,7 bis 1 ,3 Gew% betragen. Besonders bevorzugt ist, dass der Anteil an Härter je Harzauftrag in Fertigungsrichtung abnimmt; d.h. in den unteren Harzschichten ist der Härteranteil größer als in den oberen Harzschichten. Durch die Verringerung der Härtermenge von den unteren zu den oberen Harzschichten lässt sich ein gleichmäßiges Aushärten der einzelnen Harzschichten in der KT-Presse realisieren.
Die erste Harzschicht wird in einer Variante des Verfahrens in einer Menge zwischen 10- 100 g/m2, bevorzugt 40-80 g/m2, insbesondere bevorzugt 45-60 g/m2 aufgetragen. Der Auftrag der ersten Harzschicht erfolgt z.B. mit einer rillierten Auftragswalze in einem ersten Auftragswerk.
Die erste Harzschicht kann Zellulosefasern oder Holzfasern, bevorzugt Zellulosefasern, enthalten. Durch die Zugabe von Zellulosefasern kann die Viskosität des aufzutragenden Harzes eingestellt werden und der Auftrag der ersten Deckschicht auf die Holzwerkstoffplatte erhöht werden. Die Menge an Zellulosefasern, die mit der ersten Harzschicht aufgetragen wird, kann zwischen 0,1 und 1 Gew%, bevorzugt zwischen 0,5 und 0,8 Gew% (bezogen auf die aufzutragende Harzmenge) bzw. zwischen 0,1 -0,5 g/m2, bevorzugt 0,2-0, 4 g/m2, insbesondere bevorzugt 0,25 g/m2 liegen. Die bevorzugt verwendeten Zellulosefasern weisen eine weiße Farbe auf und liegen in Form eines feinen oder granulären, leicht hygroskopischen Pulvers vor.
In einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens werden als abriebfeste Partikel, Partikel aus Korund (Aluminiumoxide), Borcarbide, Siliziumdioxide, Siliziumcarbide verwendet. Besonders bevorzugt sind Korundpartikel. Dabei handelt es sich in bevorzugter Weise um Edelkorund (weiß) mit einer hohen Transparenz, damit die optische Wirkung des darunterliegenden Dekors so wenig wie möglich nachteilig beeinflusst wird. Korund weist eine ungleichmäßige Raumform auf. Die Menge an aufgestreuten abriebfesten Partikeln beträgt 10 bis 50 g/m2, bevorzugt 10 bis 30 g/m2, insbesondere bevorzugt 15 bis 25 g/m2. Die Menge der aufgestreuten abriebfesten Partikel hängt von der zu erreichenden Abriebklasse und der Korngröße ab. So liegt die Menge an abriebfesten Partikeln im Falle der Abriebklasse AC3 im Bereich zwischen 10 bis 15 g/m2, in der Abriebklasse AC4 zwischen 15 bis 20 g/m2 und in der Abriebklasse AC5 zwischen 20 bis 25 g/m2 bei Verwendung der Körnung F200. Im vorliegenden Fall weisen die fertigen Platten bevorzugt die Abriebklasse AC4 auf.
Es werden abriebfeste Partikel mit Körnungen in den Klassen F180 bis F240, bevorzugt F200 verwendet. Die Korngröße der Klasse F180 umfasst einen Bereich von 53 - 90 gm, F220 von 45-75 gm, F230 34-82 gm, F240 28-70 gm (FEPA Norm). In einer Variante werden als abriebfeste Partikel Edelkorund weiß F180 bis F240, bevorzugt in einem Hauptkornbereich von 53-90 gm verwendet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden Korundpartikel der Klasse F200 verwendet, wobei F200 eine Mischung zwischen F180 und F220 ist und einen Durchmesser zwischen 53 und 75 gm aufweist.
Die abriebfesten Partikel dürfen nicht zu feinkörnig sein (Gefahr der Staubbildung), aber auch nicht zu grobkörnig sein. Die Größe der abriebfesten Partikel stellt somit ein Kompromiss dar.
In einer weitergehenden Ausführungsform können silanisierte Korundpartikel verwendet werden. Typische Silanisierungsmittel sind Aminosilane.
In einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird die zweite auf die Oberseite der Werkstoffplatte aufzutragende Harzschicht in einer Menge zwischen 10- 50 g/m2, bevorzugt 20-30 g/m2, insbesondere bevorzugt 20-25 g/m2 aufgetragen. Insgesamt ist die Menge der zweiten Harzschicht geringer als die Menge der ersten Harzschicht. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die zweite auf die Oberseite der Werkstoffplatte aufzutragende Harzschicht keine Glaskugeln.
Die Gesamtmenge an erster und zweiter Harzschicht liegt zwischen 50-100 g/m2, bevorzugt 60-80 g/m2, insbesondere bevorzugt bei 70 g/m2. So beträgt in einer Variante die Menge der ersten Harzschicht 50 g/m2 und die Menge des zweiten Harzschicht 25 g/m2.
Es kommt zu einer Anreicherung der abriebfesten Partikel in der zweiten Harzschicht durch Mitnahme von losen Partikeln durch das zweite Auftragswerk. So kann sich in dem als zweite Harzschicht aufzutragenden Harz ein Gehalt an abriebfesten Partikeln von 5 bis 15 Gew%, bevorzugt 10 Gew% einstellen.
Wie oben ausgeführt, werden Folgend auf die zweite Harzschicht weitere Harzschichten, eine dritte, vierte, fünfte und sechste Harzschicht, aufgetragen und jeweils nach dem Auftrag getrocknet.
Die Menge der auf die Oberseite der Holzwerkstoffplatte aufgetragenen dritten Harzschicht kann zwischen 10-50 g/m2, bevorzugt 20-30 g/m2, insbesondere bevorzugt 25 g/m2 betragen.
Wie oben ausgeführt, enthält die dritte Harzschicht Glaskugeln, die als Abstandshalter fungieren. Die bevorzugt verwendeten Glaskugeln weisen einen Durchmesser von 90-150 pm auf. Die Glaskugeln können zusammen mit der dritten Harzschicht aufgebracht werden oder separat auf die dritte Harzschicht aufgestreut werden. Die Menge an Glaskugeln beträgt 10 bis 50 g/m2, bevorzugt 10 bis 30 g/m2, insbesondere bevorzugt 15 bis 25 g/m2. Der Ansatz besteht bevorzugt aus ca. 40 kg Harz flüssig plus Glaskugeln und Hilfsstoffe. Die Glasperlen können ebenfalls in silanisierter Form vorliegen. Durch die Silanisierung der Glasperlen wird die Einbettung der Glasperlen in die Harzmatrix verbessert.
Die Menge der auf die Oberseite der Holzwerkstoffplatte aufgetragenen vierten Harzschicht (die ebenfalls Glaskugeln enthält) kann zwischen 10-40 g/m2, bevorzugt 15-30 g/m2, insbesondere bevorzugt 20 g/m2 betragen.
Wie oben ausgeführt, ist der Feststoffgehalt der vierten Harzschicht (wie auch der fünften und sechsten Harzschicht) im Vergleich zu der ersten bis dritten Harzschicht geringer. Der variierende Feststoffgehalt der aufzutragenden Harzschichten ermöglicht zum einen eine höhere Gesamtschichtdicke aufgrund des erhöhten Feststoffgehaltes in der ersten bis dritten Schicht, zum anderen wird durch den reduzierten Feststoffgehalt in der vierten bis sechsten Harzschicht sichergestellt, dass die Trocknungs- und Presszeit ausreichend für den Gesamtaufbau ist.
Die Menge der auf die Oberseite der Holzwerkstoffplatte aufgetragenen fünften Harzschicht kann zwischen 10-40 g/m2, bevorzugt 15-30 g/m2 betragen. Wie oben ausgeführt, enthält die fünfte Harzschicht ebenfalls Glaskugeln. Die Glaskugeln können zusammen mit der dritten Harzschicht aufgebracht werden oder separat auf die dritte Harzschicht aufgestreut werden. Die Glaskugeln werden in einer Menge von 8 bis 10 kg pro Auftragswerk aufgebracht. Die nach Trocknung auf die fünfte Harzschicht aufzutragende sechste Harzschicht enthält hingegen keine Glaskugeln. Das Weglassen von Glaskugeln in der sechsten Harzschicht stellt sicher, dass die unterhalb liegenden Harzschichten, die bereits getrocknet sind, nicht zerstört werden und die Oberfläche des Harzaufbaus nicht zerrissen wirkt.
Die Gesamtschichtdicke der aufgetragenen Harzschichten auf der Holzwerkstoffplatte kann zwischen 60 und 200 gm, bevorzugt zwischen 90 und 150 gm, insbesondere bevorzugt zwischen 100 und 120 pm. Die Gesamtschichtdicke liegt somit deutlich über den bisherigen Verfahren, mit denen typischerweise Schichtdicken von bis zu 50 pm erreicht werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird jeweils eine Harzschicht auf die Unterseite der Werkstoffplatte zusammen mit der auf die Oberseite der Werkstoffplatte aufzutragenden zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Harzschicht aufgetragen.
So wird in einer Ausführungsform parallel zur zweiten Harzschicht auf der Oberseite der Werkstoffplatte auch eine Harzschicht auf die Unterseite der Werkstoffplatte aufgetragen. Die Menge der auf die Unterseite der Werkstoffplatte aufgetragenen Harzschicht kann zwischen 50-100 g/m2, bevorzugt 60-80 g/m2, insbesondere bevorzugt 60 g/m2 betragen. Bevorzugt ist die untere Harzschicht (z.B. bräunlich) eingefärbt, um einen Gegenzug zu simulieren. Die zweite Harzschicht wird bevorzugt parallel bzw. gleichzeitig auf die Oberseite und Unterseite der Werkstoffplatte in mindestens einer Doppelauftragsvorrichtung (Walzenauftragsaggregat) aufgetragen. Nach Auftrag der zweiten Harzschicht erfolgt eine Trocknung (Lufttrocknung) des Aufbaus aus erster und zweiter Harzschicht in einer ersten Trocknungsvorrichtung.
In der gleichen Weise werden jeweils eine dritte, vierte, fünfte und sechste Harzschicht auf die Unterseite parallel zur Oberseite in Doppelauftragswerken auf die Trägerplatte aufgetragen und jeweils im Anschluss an den Auftrag getrocknet.
Die auf der Unterseite aufgetragene(n) Harzschicht(en) wirken als Gegenzug. Durch das Aufbringen der Harzschichten auf die Oberseite und Unterseite der Werkstoffplatten in ungefähr den gleichen Mengen wird gewährleistet, dass die durch die aufgebrachten Schichten beim Verpressen entstehenden Zugkräfte auf die Werkstoffplatte sich gegenseitig aufheben. Der auf die Unterseite aufgebrachte Gegenzug entspricht im Schichtaufbau und der jeweiligen Schichtdicke ungefähr der auf der Oberseite aufgebrachten Schichtfolge jedoch ohne die Zugabe von Glaskugeln. Die Trocknung der Harzschichten erfolgt bei Trockner-Temperaturen zwischen 150 und 220°C, bevorzugt zwischen 180 und 210°C, insbesondere in einem Konvektionstrockner. Die Temperatur wird an die jeweiligen Harzschichten angepasst und kann in den einzelnen Konvektionstrocknern variieren; z.B. kann die Temperatur im zweiten, dritten und vierten Konvektionstrockner bei 205°C und im fünften und sechsten Konvektionstrockner jeweils bei 198°C liegen. Anstatt von Konvektionstrocknern können aber auch andere Trockner zum Einsatz kommen.
In dem sich an den letzten Trocknungsschritt anschließenden Pressschritt erfolgt ein Verpressen des Schichtaufbaus unter Druck- und Temperatureinfluss in einer Kurztaktpresse bei Temperaturen zwischen 150 und 250°C, bevorzugt zwischen 180 und 230°C, insbesondere bevorzugt bei 200°C und einem Druck zwischen 30 und 60 kg/cm2, insbesondere bevorzugt zwischen 40 und 50 kg/cm2. Die Presszeit liegt zwischen 5 bis 15 sec, bevorzugt zwischen 7 bis 10 sec. Im Vergleich dazu: bei Dekorpapieren wird ein Druck von 50-60 kg/cm2 für 16 sec angelegt.
Bevorzugt wird die beschichtete Werkstoffplatte in der Kurztaktpresse zu einem in der Kurztaktpresse befindlichen strukturierten Pressblech anhand von Markierungen auf der Holzwerkstoffplatte ausgerichtet, so dass eine Deckungsgleichheit zwischen dem Dekor auf der Holzwerkstoffplatte und der einzuprägenden Struktur des Pressbleches hergestellt wird. Dies ermöglicht die Herstellung einer dekorsynchronen Struktur. Während des Verpressens kommt es zu einer Aufschmelzung der Melaminharzschichten und Ausbildung eines Laminats durch Kondensationsreaktion unter Einschluss der Bestandteile Korund/Glas/Fasern.
In einer anderen Ausführungsform wird die Werkstoffplatte mit den folgenden Verfahrensschritten bearbeitet: a) Aufbringen von mindestens einer ersten Schicht aus mindestens einem pulverförmigen Harz auf mindestens eine Seite einer Holzwerkstoffplatte und Anschmelzen der mindestens einen aufgebrachten Schicht aus einem pulverförmigen Harz; a1 ) optionales Aufbringen von mindestens einer Grundierungsschicht, die Farbpigmente, insbesondere weiße Farbpigmente enthalten kann; a2) optionales Aufbringen von mindestens einer Primerschicht; b) Aufbringen von mindestens eines Druckdekors oder Dekorschicht mittels Digitaldruck unter Verwendung der oben beschriebenen CRYK Tinte; und c) Aufbringen von mindestens einer weiteren (zweiten) Schicht aus mindestens einem pulverförmigen Harz auf die mindestens eine aufgedruckte Dekorschicht und Anschmelzen der mindestens einen auf die Dekorschicht aufgestreuten Schicht aus pulverförmigen Harz.
In einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird das pulverförmige Harz in einer Menge von 10 bis 50 g/m2, bevorzugt 15 bis 30 g/m2, insbesondere bevorzugt 20 bis 25 g/m2 auf die Holzwerkstoffplatte aufgetragen wird. Diese Auftragsmenge an Harzpulver gilt im Wesentlichen für alle aufzutragenden Harzpulverschichten, wobei diese jeweils angepasst werden können. Die Streudichte ist dabei so gewählt, dass in jedem Fall deckende Schichten erzeugt werden.
Die Teilchengröße des pulverförmigen Harzes liegt zwischen 20 bis 100 gm, bevorzugt zwischen 40 und 89 gm.
In einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens ist das aufzutragende pulverförmige Harz ein Formaldehydharz, bevorzugt ein Harnstoffharz, ein Melaminharz oder ein Phenolharz, insbesondere bevorzugt ein Melamin-Formaldehyd-Harz. Es ist bevorzugt, wenn für die erste Harzschicht ein Melaminharz oder eine Harnstoffharz verwendet wird. In den oberen Schichten wird bevorzugt nur Melaminharz eingesetzt.
"Anschmelzen" oder "Angelieren" im Sinne der vorliegenden Anmeldung bedeutet, dass die Harzschicht noch nicht vollständig polymerisiert ist, sondern vielmehr wird die Polymerisation auf einer Zwischenstufe gestoppt, in welcher eine weitergehende Vernetzung bzw. Polymerisation zu einem späteren Verarbeitungszeitpunkt noch möglich ist. Der Sinn eines "Angelierens" liegt somit üblicherweise darin begründet, dass man zu einem späteren Zeitpunkt weitere Funktionsschichten auf die bereits aufgetragene Schutzschicht aufbringen oder das Produkt erst in weiteren Verarbeitungsschritten fertigstellen möchte.
Dem Melaminharz-Pulver können auch weitere Substanzen zugegeben werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass auch wegen z. B. Aussalz-, Andick-, Absetz-, aushärtungsbeeinflussende Effekten usw. schlecht mit flüssigem Melaminharz verträgliche Substanzen verwendet werden können. Dabei kann es sich um Salze zur Erhöhung der Leitfähigkeit, organische oder anorganische Flammschutzmittel, Cellulosederivate, Radikalfänger, Pigmente, UV-Absorber usw.
Entsprechend kann das verwendete pulverförmige Harz Zuschlagstoffe, wie Pigmente, leitfähige Substanzen und Zellulose enthalten.
Bei Zugabe von Farbpigmenten kann die Schicht aus dem angeschmolzenen Harzpulver gleichzeitig als weiße Grundierungsschicht für die anschließend aufzudruckende Dekorschicht dienen. Als Farbpigmente können weiße Pigmente wie Titandioxid T1O2 verwendet werden. Weitere Farbpigmente können Calciumcarbonat, Bariumsulfat oder Bariumcarbonat sein. Der Anteil der Farbpigmente kann bis zu 50 Gew% an der Gesamtpulvermenge betragen.
Die Zugabe von Farbpigmenten zu der ersten Schicht aus Harzpulver erhöht die Deckkraft, so dass diese als (alleinige) Grundlage bzw. Grundierung für die anschließende Dekorschicht einsetzbar sein kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Harzpulver mittels elektrostatischer Aufladung aufgetragen. Der Auftrag kann auch mittels Pulverbeschichtung nach dem Triboverfahren erfolgen. Hierbei erfolgt eine Reibungsaufladung des aufzutragenden Pulvers.
Das Anschmelzen der aufgebrachten Schicht aus pulverförmige Harz kann unter Verwendung eines IR-Strahlers, oder auch Mikrowellensysteme oder ähnliches erfolgen. Die Verwendung von IR-Strahlern ist besonders bevorzugt.
Die in Schritt c) des vorliegenden Verfahrens aufgetragene und angeschmolzene weitere Pulverharzschicht umfasst bevorzugt Pulver auf Formaldehyd-Harzbasis, besonders bevorzugt Melamin-Formaldehydharz. Die Auftragsmenge an Harzpulver liegt in diesem Schritt zwischen 10 und 50 g/m2, bevorzugt zwischen 20 und 40 g/m2.
In einer weitergehenden Ausführungsform werden auf die Dekorschicht oder die in Schritt c) aufgebrachte Harzpulverschicht abriebfeste Partikel gleichmäßig aufgestreut (Schritt d).
In einer weitergehenden Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird mindestens eine dritte Schicht aus mindestens einem pulverförmigen Harz (Schritt e), insbesondere auf die Schicht aus abriebfesten Partikeln, aufgebracht. Diese Schicht dient als Trennschicht zur Absperrung der abriebfesten Partikel. Die in diesen Schritt e) aufgetragene und angeschmolzene Pulverharzschicht umfasst bevorzugt Pulver auf Formaldehyd-Harzbasis, besonders bevorzugt Melamin- Formaldehydharz. Die Auftragsmenge an Harzpulver liegt in diesem Schritt zwischen 10 und 50 g/m2, bevorzugt zwischen 20 und 40 g/m2.
In einer weitergehenden Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens werden, insbesondere auf die mindestens eine dritte angeschmolzene Harzpulverschicht, Glaskugeln aufgestreut (Schritt f). Die Glaskugeln dienen als Abstandshalter zwischen abriebfesten Partikeln und nachfolgenden Pressblech fungieren. Damit kann der Blechverschleiß zumindest teilweise reduziert werden.
In einer weitergehenden Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird mindestens eine vierte Schicht aus mindestens einem pulverförmigen Harz, insbesondere auf die Schicht aus Glaskugeln, aufgebracht (Schritt g). Diese Schicht dient zur Absperrung der Glaskugeln und als Abschlussschicht.
Die in diesen Schritt g) aufgetragene und angeschmolzene vierte Pulverharzschicht umfasst bevorzugt Pulver auf Formaldehyd-Harzbasis, besonders bevorzugt Melamin- Formaldehydharz. Die Auftragsmenge an Harzpulver liegt in diesem Schritt zwischen 10 und 50 g/m2, bevorzugt zwischen 20 und 40 g/m2.
In einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird der Schichtaufbau in einer Kurztaktpresse (KT-Presse) verpresst (Schritt h). Der Pressschritt erfolgt unter Druck- und Temperatureinfluss bei Temperaturen zwischen 180 und 250°C, bevorzugt zwischen 200 und 230°C, insbesondere bevorzugt bei 200°C und einem Druck zwischen 30 und 60 kg/cm2, insbesondere bevorzugt zwischen 40 und 50 kg/cm2. Die Presszeit liegt zwischen 8 und 30 sec, bevorzugt zwischen 10 und 25 sec.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Ausführungsbeispiel 1a: Bedrucken von Rohpapier
Ein Rohpapier (Papiergewicht: 80 g/m2) wird von einer Abrollvorrichtung abgerollt. Aufbringen einer Dekorschicht im Digitaldruckverfahren unter Verwendung einer CRYK-Tinte mit der Zusammensetzung: PB15:3 2.0 Gew%, PR207 2.0 Gew%, PY181 2.0 Gew%, PBL7 2.0 Gew%; Glykol 41 %, Wasser 51 %; Dichte 1 ,07 g/cm3; VOC 29%, 305 g/l; Flammpunkt > 100°C.
Die Druckfarben werden in einer Menge zwischen 5 und 10 g/m2 aufgebracht.
Das bedruckte Papier kann nach dem Bedrucken mit einer Melamin-Formaldehyd-Harzschicht als Schutzschicht versehen werden. Diese Schutzschicht dient dem Schutz der Druckdekors und ermöglicht eine Zwischenlagerung.
Das Papier wird anschließend in einen Konvektionstrockner oder durch NIR ( Nahinfrarot ) auf eine Feuchte von ca. 6 Gew% getrocknet, so dass sich die Harzschicht im B-Zustand befindet.
Ausführungsbeispiel 1 b: Bedrucken von Rohpapier mit Tintenaufnahmeschicht
Ein Rohpapier (Papiergewicht: 80 g/m2) wird von einer Abrollvorrichtung abgerollt. Anschließend wird eine pigmentierte (T1O2) Tintenaufnahmeschicht (synthetisches Silikat mit Polyvinylalkohol als Bindemittel) (Schichtdicke 40 pm; nach Trocknen bei 125°C trockenes Flächengewicht 4g/m2) und eine Primerschicht aufgetragen und der Schichtaufbau getrocknet.
Nach dem Trocknen wird auf das so erhaltene Papier (Papiergewicht: 80 g/m2) eine Dekorschicht im Digitaldruckverfahren unter Verwendung einer CRYK-Tinte mit der obigen Zusammensetzung aufgebracht. Die Druckfarben werden in einer Menge zwischen 5 und 10 g/m2 aufgebracht.
Das bedruckte Papier kann nach dem Bedrucken mit einer Melamin-Formaldehyd-Harzschicht als Schutzschicht versehen werden. Diese Schutzschicht dient dem Schutz der Druckdekors und ermöglicht eine Zwischenlagerung.
Das Papier wird anschließend in einen Konvektionstrockner oder durch NIR ( Nahinfrarot ) auf eine Feuchte von ca. 6 Gew% getrocknet, so dass sich die Harzschicht im B-Zustand befindet.
Ausführungsbeispiel 2a: Bedrucken eines ersten Imprägnates mit Tintenaufnahmeschicht Das zu bedruckende Papier wird in einer Imprägniervorrichtung vorder- und rückseitig mit einem flüssigen Melaminharz imprägniert. Dabei werden ca. 50 g Melaminharz /m2 mit einem Feststoffgehalt von ca. 50% aufgetragen.
Anschließend wird eine pigmentierte (T1O2) Tintenaufnahmeschicht (synthetisches Silikat mit Polyvinylalkohol als Bindemittel) (Schichtdicke 40 gm; nach Trocknen bei 125°C trockenes Flächengewicht 4g/m2) und eine Primerschicht aufgetragen und der Schichtaufbau getrocknet.
Nach dem Trocknen wird auf das so erhaltene Imprägnat (Papiergewicht: 80 g/m2) eine Dekorschicht im Digitaldruckverfahren unter Verwendung einer CRYK-Tinte mit der obigen Zusammensetzung aufgebracht. Die Druckfarben werden in einer Menge zwischen 5 und 10 g/m2 aufgebracht.
Das bedruckte Papier kann nach dem Bedrucken mit einer Melamin-Formaldehyd-Harzschicht als Schutzschicht versehen werden.
Das Papier wird anschließend in einen Konvektionstrockner oder durch NIR ( Nahinfrarot ) auf eine Feuchte von ca. 6 Gew% getrocknet, so dass sich die Harzschicht im B-Zustand befindet.
Ausführungsbeispiel 2b: Bedrucken eines zweiten Imprägnates mit Tintenaufnahmeschicht
Das zu bedruckende Papier wird in einer in einer Auftragsvorrichtung mit Melaminharz-Pulver in einer Menge von 25 g/m2 mit Hilfe von Tribopistolen beschichtet. Im Melaminharz-Pulver waren die üblichen Hilfsstoffe wie Härter, Trennmittel usw. enthalten. Danach wird das Pulver durch Infrarotstrahlung angeschmolzen.
Anschließend wird eine pigmentierte (T1O2) Tintenaufnahmeschicht (synthetisches Silikat mit Polyvinylalkohol als Bindemittel) (Schichtdicke 40 gm; nach Trocknen bei 125°C trockenes Flächengewicht 4g/m2) und eine Primerschicht aufgetragen und der Schichtaufbau getrocknet.
Nach dem Trocknen wird auf das so erhaltene Imprägnat (Papiergewicht: 80 g/m2) eine Dekorschicht im Digitaldruckverfahren unter Verwendung einer CRYK-Tinte mit der obigen Zusammensetzung aufgebracht. Die Druckfarben werden in einer Menge zwischen 5 und 10 g/m2 aufgebracht.
Das bedruckte Papier kann nach dem Bedrucken mit einer Melamin-Formaldehyd-Harzschicht als Schutzschicht versehen werden.
Das Papier wird anschließend in einen Konvektionstrockner oder durch NIR ( Nahinfrarot ) auf eine Feuchte von ca. 6 Gew% getrocknet, so dass sich die Harzschicht im B-Zustand befindet.
Ausführungsbeispiel 2c: Bedrucken eines dritten Imprägnates
Das zu bedruckende Papier wird in einer Imprägniervorrichtung vorder- und rückseitig mit einem Melaminharz imprägniert. Dabei werden ca. 50 g Melaminharz /m2 mit einem Feststoffgehalt von ca. 50% aufgetragen.
Vor dem Trockner wird das Harz auf der zu bedruckenden Seite des Imprägnates mit einer Spezialeinrichtung ( z. B. ein Messerrakel ) abgezogen, damit Fasern zur Aufnahme der Druckertinte frei bleiben..
Nach dem Trocknen wird auf das so erhaltene Imprägnat (Papiergewicht: 80 g/m2) eine Dekorschicht im Digitaldruckverfahren unter Verwendung einer CRYK-Tinte mit der obigen Zusammensetzung aufgebracht. Die Druckfarben werden in einer Menge zwischen 5 und 10 g/m2 aufgebracht.
Ein weiteres Trocknen des bedruckten Imprägnates ist nicht notwendig, da die Digitaldrucktinte nur wenig Feuchte einbringt.
Ausführungsbeispiel 3: Bedrucken einer Platte mit Flüssigoverlay
Eine HDF-Platte ( Faserplatte mit erhöhter Rohdichte ) wird zunächst mit einem wässrigen Kunstharz (Melamin-Formaldehyd-Harz) vorbeschichtet. Dabei liegt die Auftragsmenge bei 20 - 50 g Harz flüssig/m2 (Feststoffgehalt: ca. 55%). Das Harz enthält die üblichen Hilfsstoffe wie Netzmittel, Härter, Trennmittel und Entschäumer. Danach wird das aufgetragene Harz in einem Konvektionstrocker oder einem Nahinfrarot-Ofen auf eine Feuchte von ca. 20% getrocknet. Dann werden mehrere Schichten einer wasserbasierten, pigmentierten Grundierung aufgetragen (5 - 8 x). Nach jedem Auftrag wird die Grundierung mit Hilfe von einem Konvektionstrockner oder einem Nahinfrarot-Trockner getrocknet.
Im Folgenden wird die grundierte Platte mit einem Digitaldrucker mit einem Motiv bedruckt. Dabei werden ca. 6 - 8 g/m2 der wasserbasierten CRYK-Digitaldrucktinte verwendet.
Nach dem Trocknen der Dekorschicht werden in einem ersten Walzenauftragsaggregat ca. 70 g Melaminharz fl. (Feststoffgehalt: 55 Gew%) die üblichen Hilfsstoffe enthaltend ( Härter, Netzmittel usw. ) auf die bedruckte Plattenoberfläche aufgetragen. Auf die Plattenunterseite wird ebenfalls mit dem ersten Walzenauftragsaggregat ein Melaminharz aufgetragen (Auftragsmenge: 60 g Harz fl. /m2, Feststoffgehalt: ca. 55 Gew%).
Danach werden auf die Oberfläche mit einer Streuapparatur 14 g Korund /m2 ( F 200 ) aufgestreut. Durch einen Abstand von ca. 5 m bis zum Trockner wird es dem Korund ermöglicht in das Melaminharz einzusinken. Dann durchläuft die Platte einen Umlufttrockner. Danach wird eine Melamin-Harzschicht (Feststoffgehalt: 55 Gew%) in einer Menge von 25 g/m2 aufgetragen. Auch diese enthält die üblichen Hilfsstoffe. Auf die Plattenunterseite wird ebenfalls mit einem Walzenauftragsaggregat ein Melaminharz aufgetragen (Auftragsmenge: 50 g Harz fl. /m2, Feststoffgehalt: ca. 55 Gew%). Wieder wird die Platte in einem Umlufttrockner getrocknet.
Danach wird auf die Plattenoberfläche ein Melaminharz aufgetragen, das zusätzlich noch Glaskugeln enthält. Diese haben einen Durchmesser von 60 - 80 pm. Die Auftragsmenge des Harzes liegt bei ca. 20 g Melaminharz fl. / m2 (Feststoffgehalt: 61 ,5 Gew%). In der Rezeptur ist neben dem Harter und dem Netzmittel auch ein Trennmittel enthalten. Die Auftragsmenge an Glaskugeln liegt bei ca. 3 g/m2. Auf die Plattenunterseite wird ebenfalls mit einem Walzenauftragsaggregat ein Melaminharz aufgetragen (Auftragsmenge: 40 g Harz fl. /m2, Feststoffgehalt: ca. 55 Gew%). Die Platte wird wiederum in einem Umlufttrockner getrocknet und danach nochmals mit einem Melaminharz beschichtet, das Glaskugeln enthält. Als weitere Komponente ist Zellulose (Vivapur 302) enthalten. Es werden wiederum ca. 20 g Melaminharz fl. / m2 (Feststoffgehalt: 61 ,6 Gew%) aufgetragen. Dabei werden wieder ca. 3 g Glaskugeln und 0,25 g Zellulose / m2 aufgetragen. In den Rezepturen ist neben dem Harter und dem Netzmittel auch ein Trennmittel enthalten. Auf die Plattenunterseite wird ebenfalls mit einem Walzenauftragsaggregat ein Melaminharz aufgetragen (Auftragsmenge: 30 g Harz fl. /m2, Feststoffgehalt: ca. 55 Gew%). Das Harz wird wiederum in einem Umlufttrockner getrocknet und danach wird die Platte in einer Kurztaktpresse bei 200°C und einem Druck von 400 N/cm2 verpresst. Die Presszeit betrug 10 Sekunden. Als Strukturgeber wurde ein Pressblech mit einer Holzstruktur verwendet.
Ausführungsbeispiel 4: Bedrucken einer Platte mit Pulveroverlay
In einer Produktionslinie werden 8 mm HDF vereinzelt, mit Hilfe von Bürsten von Staub befreit und denn über Rollentransporte weitertransportiert.
In einer Auftragsvorrichtung werden sie dann mit Melaminharz-Pulver in einer Menge von 25 g/m2 mit Hilfe von Tribopistolen beschichtet. Im Melaminharz-Pulver waren die üblichen Hilfsstoffe wie Härter, Trennmittel usw. enthalten. Danach wird das Pulver durch Infrarotstrahlung angeschmolzen.
Danach wird die grundierte Platte im Mehrfachauftrag mit einer Farbgrundierung mit anschließender Zwischentrocknung( Umluft ) beschichtet. Bei der Farbgrundierung handelt es sich um ein Gemisch aus Kasein und Pigment (Titandioxid). Die Auftragsmenge pro Auftrag liegt bei ca. 5 g fl./ m2. Der Auftrag wird mindestens fünfmal wiederholt. Danach erfolgt der Auftrag eines Primers (Auftragsmenge: 10 - 20 g fl./m2) mit Umlufttrocknung.
Danach wird die Platte mit einem Digitaldrucker unter Verwendung der wässrigen CRYK-Tinte bedruckt. Die Auftragsmengen an Farbe liegen bei 3 bis 15 g fl. / m2. Die Farbe wird über IR- Strahlung oder Umluft getrocknet.
Auf den Druck wird mit einer Streuvorrichtung Korund aufgestreut (Auftragsmenge: 20 g Korund/m2, F 180).
Danach wird wiederum mit einer Tribopistole Melaminharz-Pulver aufgetragen (Auftragsmenge: 80 g/m2). Dieses Melaminharz-Pulver wird wieder mit Hilfe eines IR-Strahlers angeliert. Im Melaminharzpulver waren die üblichen Hilfsstoffe wie Härter, Trennmittel usw. enthalten.
Danach wird die Platte in einer KT-Presse zusammen mit einem Gegenzugimprägnat verpresst. Die Pressbedingungen waren: T=200°C, p= 40 kg/cm2 und t= 25 sec. Die verpresste Platte wurde anschließend visuell begutachtet, wobei sich keine Auffälligkeiten zeigten. Die anschließend durchgeführten Oberflächenprüfungen gemäß der DIN EN 15468 - August 2018 zeigten ebenfalls keine Auffälligkeiten. Es wurden alle Anforderungen der Beanspruchungsklasse 32 erfüllt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von mindestens einem mit einem Druckdekor versehenen Trägermaterials, wobei das Druckdekor mittels Digitaldruck auf das mindestens eine Trägermaterial aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die für den Digitaldruck verwendete Tinte eine wasserlösliche CRYK Tinte ist, die mindestens ein Cyanpigment, mindestens ein rotes Pigment aus der Gruppe der Chinacridon-Pigmente, das gelbe Pigment PY181 und mindestens ein schwarzes Kohlenstoffpigment enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Cyanpigment ein Kupferphthalocyaninpigment ist, bevorzugt C.l. Pigment Blue 15:3 oder C.l. Pigment Blue 15:4, insbesondere bevorzugte. I. Pigment Blue 15:3 ist.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine rote Pigment ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend 2,9- Dimethylchinacridon (Pigment Red 122), 2,9-Dichlorchinacridon (Pigment Red 202), Mischkristall aus Chinacridon und 4, 1 1 - Dichlorchinacridon (Pigment Red 207) und 3,10-Dichlorchinacridon (Pigment red 209), wobei Pigment Red 207 besonders bevorzugt ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das schwarze Kohlenstoffpigment ein Russpigment ist, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe Regal™ 400R, Mogul™, L, Elftex™ 320 from Cabot Co., or Carbon Black FW18, Special Black™ 250, Special Black™ 350, Special Black™ 550, Printex™ 25, Printex™ 35, Printex™ 55, Printex™ 90, Printex™ 150T from DEGUSSA Co., MA8 from MITSUBISHI CHEMICAL Co., and C.l. Pigment Black 7 and C.l. Pigment Black 1 1 ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmentkonzentration bei mehr als 2 Gew.-%, bevorzugt zwischen 2,2 und 6 Gew%, insbesondere bevorzugt zwischen 2,5 und 5 Gew%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, liegt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasseranteil in der Tinte bei mindestens 50% liegt, bevorzugt bei mindestens 55% liegt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte mindestens ein organisches Lösemittel mit einem Anteil von weniger als 45%, bevorzugt von weniger als 43% enthält.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine zu bedruckende Trägermaterial mindestens ein Rohpapier ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Rohpapier mindestens eine Papierbahn ohne Imprägnierung mit mindestens einer Tintenaufnahmeschicht ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Trägermaterial mindestens ein vorbehandeltes, imprägniertes Papier ist.
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine imprägnierte Papier eine imprägnierte Papierbahn mit mindestens einer Primerschicht und mindestens einer Tintenaufnahmeschicht ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8-1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Papier nach dem Bedrucken mit mindestens einem Harz imprägniert wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8-12, dadurch gekennzeichnet, dass das bedruckte und imprägnierte Papier mit einer Werkstoffplatte, mindestens einem Schutzpapier und ggfs einem Gegenzugpapier verpresst wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Trägermaterial mindestens eine Werkstoffplatte, insbesondere eine Holzwerkstoffplatte, wie MDF-Platte, HDF-Platte, OSB-Platte, Spanplatte oder WPC, Kunststoffplatte wie SPC (stone plastic composite), Zementfaserplatte ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die bedruckte Werkstoffplatte mit mindestens einer Verschleißschutzschicht versehen wird.
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