ES2926133T3 - Método para la fabricación de papel imprimible con inyección de tinta para su uso como papel decorativo - Google Patents

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Abstract

Método para fabricar papel o lámina termoplástica imprimible con una impresora de inyección de tinta para usar como papel decorativo, respectivamente lámina decorativa en un laminado o panel laminado, en el que el método comprende al menos los siguientes pasos: - el paso de proporcionar una capa de papel (1) , respectivamente una lámina termoplástica; - el paso de recubrir al menos un lado de dicha capa de papel, respectivamente dicha hoja con un recubrimiento receptor de chorro de tinta (3) que comprende pigmento (6) y aglutinante (7); caracterizado porque dicho recubrimiento del receptor de inyección de tinta se aplica en al menos dos pasos parciales, donde respectivamente se aplica una primera capa (4) con una primera composición y, posteriormente, una segunda capa (5) con una segunda composición, comprendiendo ambas composiciones al menos dicho aglutinante. La invención también se refiere a los papeles y láminas obtenidos, así como al método de fabricación de paneles en los que el papel o la lámina se proporciona con un patrón impreso y se usa como decoración en los paneles. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método para la fabricación de papel imprimible con inyección de tinta para su uso como papel decorativo
La presente invención se refiere a un método para fabricar paneles que tienen una superficie decorativa o, los denominados paneles decorativos. La invención también se refiere a un método para fabricar papel imprimible con inyección de tinta para su uso como papel decorativo en tales paneles y al papel que se puede obtener con tal método.
Más particularmente, la invención se refiere a un método para fabricar paneles laminados, en donde dichos paneles al menos comprenden un material de sustrato y provista sobre estos una capa superior con una decoración impresa. La capa superior está formada a partir de resina termoendurecible y una o más capas de papel, en donde dichas capas de papel comprenden un papel decorativo que tiene un patrón impreso. Los paneles de la invención pueden referirse a paneles de muebles, paneles de techos, paneles de suelo o similares, en donde estos paneles comprenden preferentemente un sustrato a base de madera, tal como un sustrato de MDF o HDF (tablero de fibra de densidad media o alta) o un material de sustrato que conste de, o esté hecho esencialmente de, tableros de partículas de madera.
Tradicionalmente, la decoración o el patrón de tales paneles se imprime en papel mediante impresión offset o huecograbado. El papel obtenido se toma como papel decorativo en un denominado panel laminado. De acuerdo con el proceso de DPL (laminado de presión directa), al papel ya impreso o papel decorativo se le proporciona resina de melamina para formar una capa decorativa. Posteriormente, se forma una pila que comprende al menos un sustrato en forma de placa, dicha capa decorativa y posiblemente una capa protectora encima de dicha capa decorativa, en donde dicha capa protectora o superposición se basa también en resina y/o papel. Dicha pila se prensa y el tratamiento de prensa da como resultado una conexión o adherencia mutua del papel decorativo, el sustrato y la capa protectora, así como un endurecimiento de la resina presente en la pila. Como resultado de la operación de prensado, se obtiene un panel decorativo que tiene una superficie de melamina, que puede ser altamente resistente al desgaste. En la parte inferior del sustrato en forma de placa, se puede aplicar una contracapa o capa de equilibrio o, como alternativa, también se puede unir una capa decorativa en la parte inferior, especialmente en el caso de los paneles laminados para muebles. Una contracapa o capa de equilibrio de este tipo o cualquier otra capa en el lado inferior del panel laminado restringe o impide la posible flexión del panel decorativo y se aplica en el mismo tratamiento de prensa, por ejemplo, mediante la provisión de una capa de papel portador de resina como capa más baja de la pila, en el lado de la pila opuesto a dicha capa decorativa. Para ejemplos de un proceso de DPL, se hace referencia al documento EP 1290290, a partir de la cual, además, se conoce proporcionar un relieve en dicha superficie de melamina durante el mismo tratamiento de prensa u operación de prensado, es decir, haciendo entrar en contacto dicha superficie de melamina con un elemento de prensa estructurado, por ejemplo, una placa de prensa estructurada.
La impresión de papel mediante un proceso de impresión analógica, tal como mediante huecograbado o impresión offset, a precios asequibles conduce inevitablemente a grandes cantidades mínimas de pedido de un papel decorativo en particular y restringe la flexibilidad alcanzable. Un cambio de decoración o patrón requiere una detención del equipo de impresión de aproximadamente 24 horas. Esta detención es necesaria para el cambio de los rodillos de impresión, la limpieza del equipo de impresión y para ajustar los colores de la nueva decoración o patrón que se vaya a imprimir.
Proporcionar resina al papel impreso puede provocar la expansión del papel, la cual es difícil de controlar. Pueden surgir problemas, particularmente en los casos donde, como en el documento EP 1290290, se desea una correspondencia entre el relieve y la decoración impresa.
Con el fin de restringir los costes del papel decorativo e impedir su expansión, se conoce un método, por ejemplo, a partir del documento DE 19725829 C1, en donde el proceso de impresión analógica, por ejemplo, un proceso offset, se utiliza para imprimir directamente sobre el sustrato en forma de placa, ya sea con la intermediación de capas preparatorias, tales como capas a base de melamina. La decoración impresa se acaba con capas a base de melamina y el conjunto creado se cura utilizando una operación de prensado. La impresión directa sobre la placa puede dar lugar a una calidad de impresión inferior. Cualquier falta de homogeneidad internamente en la placa o en su superficie tiene un alto riesgo de telegrafiarse hasta la superficie superior, formando así un defecto visual en la superficie del panel decorativo acabado. El proceso de impresión presenta, además, los mismos problemas con respecto a la flexibilidad alcanzable, como cuando se imprime en papel. Por último, cualquier problema de calidad en la impresión dará como resultado la pérdida de valioso material de tablero.
En lugar de técnicas de impresión analógica, técnicas de impresión digital, especialmente la técnica de impresión por inyección de tinta, se está volviendo cada vez más popular para la creación de decoraciones o patrones, ya sea sobre papel o directamente sobre un sustrato en forma de placa, posiblemente con la intermediación de capas preparatorias. Tales técnicas digitales pueden mejorar significativamente la flexibilidad en la impresión de decoraciones. Se hace referencia a los documentos EP 1872959, WO 2011/124503, EP 1857511, EP 2431 190, EP 2293946 y WO 2015/118451, donde se divulgan tales técnicas.
El documento EP 2132041 divulga un método que comprende al menos la etapa de proporcionar resina termoendurecible a dicha capa de papel y la etapa de proporcionar al menos una porción de dicho patrón impreso a dicha capa de papel provista de resina. Preferentemente, se aplican patrones impresos en múltiples colores para la realización de una decoración, por ejemplo, representando un patrón de madera, sobre la capa de papel antes mencionada. Tal decoración se extiende sobre la mayor parte, o incluso sobre la totalidad, de la capa de papel provista de resina. Una técnica de este tipo se conoce como tal, por ejemplo, a partir del documento EP 2132041, donde una impresora digital, más particularmente una impresora por inyección de tinta, se aplica. Sin embargo, ha sido muy difícil seguir procesando de manera fiable tal papel impreso para la fabricación de paneles laminados, tal como en un proceso de DPL, ya que los defectos de prensado pueden originarse en la superficie de resina y el fresado, mandrilado o aserrado a través de la superficie de laminado o en el borde de esta conduce a menudo a un agrietamiento en la capa superior. Además, las tintas o los tintes del documento EP'041 pueden humedecer demasiado la capa de papel y provocar efectos de arrugado o sangrado al seguir manipulando el papel impreso, lo cual da lugar a un proceso de producción inestable y/o lento. Para solucionar este problema, el documento EP'041 propone secar inmediatamente la capa de papel impresa.
Los documentos EP 1044822, EP 1749676 y EP 2274485 divulgan el uso de un recubrimiento receptor de inyección de tinta para mejorar la calidad de impresión en un papel decorativo en bruto. Tal recubrimiento receptor de inyección de tinta comprende pigmentos y un polímero, tal como alcohol polivinílico.
Como se reconoce en el documento WO 2015/118451, el uso de papel tratado con un recubrimiento receptor de inyección de tinta puede provocar un funcionamiento incorrecto del equipo de impresión. Puede liberarse polvo del recubrimiento receptor de inyección de tinta y provocar todo tipo de efectos negativos en las partes críticas de una impresora por inyección de tinta. El polvo puede, por ejemplo, obstruir uno o más de los inyectores y provocar errores de impresión. El documento WO 2015/118451 propone evitar una flexión demasiado grande en el papel en el equipo de impresión para minimizar la liberación de polvo.
Durante una investigación privada, el inventor también ha encontrado problemas con la posterior impregnación de capas de papel que liberan polvo, incluso en los casos donde las capas de papel ya estaban impresas. El polvo liberado puede contaminar el baño de resina, los rodillos, las cámaras y otros equipos en, o en las inmediaciones de, el canal de impregnación, dando lugar a defectos en el producto final o en el equipo utilizado.
El documento WO 2015/118451 reconoce, además, que una aplicación no uniforme del recubrimiento receptor de inyección de tinta puede dar lugar a defectos inaceptables que se vuelven visibles únicamente después de la impresión. De hecho, cuando el recubrimiento receptor de inyección de tinta se aplica de manera desigual, la cantidad de sangrado de las tintas aplicadas posteriormente puede variar de conformidad con la distribución del recubrimiento receptor de inyección de tinta. Habitualmente, se observarán zonas de menor calidad de impresión que se extienden en la dirección de aplicación del recubrimiento. El documento WO 2015/118451 propone paliar este problema haciendo que el patrón de madera impreso también se extienda con sus nervaduras de madera en la dirección de aplicación, de tal manera que la variación de producción inadvertida pueda confundirse con un aspecto natural de la veta de la madera.
El documento EP 2894047 A1 divulga un papel imprimible del tipo imprimible con una impresora por inyección de tinta para su uso como papel decorativo en paneles laminados, que comprende, por un lado, un recubrimiento receptor de inyección de tinta que comprende un aglutinante y un pigmento. El documento EP 2905376 A1 divulga un método para fabricar un panel laminado, en donde una capa de papel se impregna, en primer lugar, con una resina, luego se recubre con un recubrimiento receptor de inyección de tinta, se imprime con una impresora por inyección de tinta y, por último, se lamina encima de un panel.
La presente invención tiene como objetivo, en primer lugar, un método alternativo para fabricar paneles que tengan una superficie o papel decorativo para su uso en tales paneles y busca, de conformidad con varias de sus realizaciones preferentes, solucionar uno o más de los problemas planteados en el estado de la técnica.
Por lo tanto, la presente invención, de conformidad con su primer aspecto independiente, se refiere a un método para fabricar papel imprimible con una impresora por inyección de tinta para su uso como papel decorativo en un panel laminado, en donde el método al menos comprende las siguientes etapas:
- la etapa de proporcionar una capa de papel;
- la etapa de recubrir al menos un lado de dicha capa de papel con un recubrimiento receptor de inyección de tinta que comprende pigmento y aglutinante;
con la característica de que dicho recubrimiento receptor de inyección de tinta se aplica en al menos dos etapas parciales, en donde, respectivamente, una primera capa con una primera composición y, posteriormente, una segunda capa se aplica con una segunda composición, comprendiendo ambas composiciones al menos dicho aglutinante.
El inventor ha sido testigo de que la aplicación del recubrimiento receptor de inyección de tinta en dos etapas parciales conduce a una mejor incorporación o aglutinación del pigmento. El riesgo de que se libere polvo del papel se reduce en comparación con una situación donde se aplica la misma cantidad de pigmento en una única etapa de recubrimiento. De acuerdo con el inventor, este efecto sorprendente debe atribuirse a que la primera capa forma una especie de barrera para que el aglutinante de la segunda capa no penetre en la capa de papel. El aglutinante de la segunda capa es más eficaz a la hora de aglutinar pigmentos que, de otro modo, quedarían sueltos o mal aglutinados a la superficie del papel. La reducción de la pérdida de pigmentos mal adheridos conduce a una reducción significativa de la liberación de polvo del papel en una posterior manipulación, por ejemplo, impresión, impregnación con resina, de este.
La aplicación del recubrimiento receptor de inyección de tinta en dos etapas puede conducir, además, a una aplicación más uniforme de la totalidad del recubrimiento receptor de inyección de tinta. Cuando la primera composición pueda absorberse parcialmente en la capa de papel de manera no uniforme y, por lo tanto, pueda dar lugar a una primera capa irregular, la segunda composición nivela la posible desigualdad al menos hasta cierto punto.
El método de la invención es especialmente interesante cuando se parte de capas de papel cuya resistencia media al aire es baja, por ejemplo, con un valor de Gurley de 30 segundos o por debajo, por ejemplo, 25 segundos o por debajo. En tales casos, el aglutinante contenido en la primera capa tiende a ser absorbido en gran medida por la masa de papel, dejando el contenido de pigmento en gran medida sin aglutinar en la superficie. Preferentemente, la capa de papel es un papel base de impresión estándar u otra capa de papel sin tratar que tenga una resistencia media al aire expresada por el valor de Gurley de 30 segundos o inferior. Por supuesto, no debe excluirse que, en el método de la invención, de acuerdo con una realización alternativa, se parte de un papel tratado con resina termoendurecible antes de la aplicación de dicho recubrimiento receptor de inyección de tinta. Preferentemente, en este último caso, la capa de papel provista de resina tiene una resistencia media al aire con un valor de Gurley de 100 segundos o inferior. También en tal caso, la aplicación de un recubrimiento receptor de inyección de tinta en dos etapas parciales tiene ventajas significativas, por ejemplo, con respecto a la liberación de polvo, la minimización del sangrado de las tintas inyectadas, la aplicación uniforme del recubrimiento receptor de inyección de tinta.
Preferentemente, la capa de papel sobre la que se aplica el recubrimiento receptor de inyección de tinta tiene un peso base de 50 a 100 gramos por metro cuadrado, por ejemplo, entre 60 y 80 gramos por metro cuadrado.
Preferentemente, el lado de la capa de papel sobre el que se va a aplicar el recubrimiento receptor de inyección de tinta se ha alisado (alemán: gegáttet), preferentemente durante la producción de papel. El alisado del papel disminuye la cantidad de aglutinante de la primera composición que penetra en el núcleo del papel, de tal manera que los pigmentos contenidos en la primera composición puedan aglutinarse mejor mediante la sustancia aglutinante disponible y las variaciones en la absorción puedan ser menores.
Preferentemente, el papel obtenido utilizando el método de la invención, es decir, incluyendo el recubrimiento receptor de inyección de tinta, tiene un valor de Gurley de entre 60 y 120 segundos y, preferentemente, entre 80 y 100 segundos. Tal capa de papel da como resultado una excelente calidad de impresión, ya que las tintas depositadas tienden a sangrar menos hacia el papel y la posición consiguiente, o el denominado registro, entre patrones impresos aplicados con diferentes cabezales de inyección de tinta se logra y mantiene más fácilmente. De hecho, un valor de Gurley relativamente alto conduce a un papel más estable dimensionalmente, ya que es menos propenso a la absorción de agua. Cuando se trata de impregnación con resina termoendurecible de un papel de tan alto valor de Gurley, se podría considerar reducir la velocidad del canal de impregnación, el uso de técnicas de impregnación presurizada y la disminución de la viscosidad de la resina de impregnación.
En general, el método de la invención permite aplicar un recubrimiento receptor de inyección de tinta con un mayor contenido de pigmento y, por lo tanto, una mayor capacidad, o mayor velocidad, de absorción del vehículo de las tintas aplicadas, por ejemplo, agua en el caso de tintas pigmentadas acuosas, al mismo tiempo que mantiene o incluso reduce la liberación de polvo de la superficie imprimible tratada. La mayor capacidad o velocidad de absorción del vehículo puede conducir a una mayor definición de impresión. Dado que el vehículo se absorbe esencialmente verticalmente hacia el recubrimiento receptor de inyección de tinta, es decir, sin sangrado lateral sustancial, los pigmentos se mantienen en el lugar donde se aplicó la tinta, es decir, los pigmentos no son impulsados lateralmente junto con el vehículo de la tinta. Como se ha planteado más arriba, cualquier sangrado todavía disponible puede manifestarse de una manera más uniforme debido a la aplicación de la segunda capa del recubrimiento receptor de inyección de tinta nivelando parcial o totalmente la primera capa.
De acuerdo con una realización preferente, dicha primera capa y dicha segunda capa difieren por el hecho de que muestran una o más de las siguientes propiedades:
1. - la propiedad de que dicha primera capa, así como dicha segunda capa, comprenden pigmento y aglutinante, aunque en una proporción diferente de pigmento a aglutinante;
2. - la propiedad de que el peso en seco del material aplicado para dicha primera capa y dicha segunda capa es diferente;
3. - la propiedad de que dicha primera capa, así como dicha segunda capa, comprenden pigmento y aglutinante, en donde el tamaño promedio de partícula de los pigmentos contenidos en dicha primera capa es diferente, preferentemente más grande, que el tamaño promedio de partícula contenido en dicha segunda capa.
Con respecto a la primera propiedad mencionada, preferentemente, dicha primera composición tiene una proporción de pigmento a aglutinante que es superior que la proporción de pigmento a aglutinante de dicha segunda composición. De esta manera, el aglutinante de la segunda capa aglutina principalmente los pigmentos de la primera capa y nivela las irregularidades de la primera capa.
Preferentemente, la proporción de pigmento a aglutinante en dicha segunda composición es inferior a 2:1, y preferentemente está entre 0,2:1 y 2:1. Cuando la proporción en la segunda composición está por debajo de 1,5:1, se ha observado una liberación de polvo extremadamente baja.
Ya sea en combinación o no con la segunda composición preferente mencionada, la proporción pigmento a aglutinante en dicha primera composición puede elegirse entre 1:1 y 10:1 o 2:1 y 10:1 y es, preferentemente, 3,5:1 o superior a 3,5:1 e, mejor aún, 5,5:1 o superior a 5,5:1, aunque preferentemente inferior a 7:1.
Se alcanza una buena combinación de la primera y la segunda composiciones cuando la proporción de pigmento a aglutinante en la segunda composición está entre 0,2:1 y 2:1 y la proporción de pigmento a aglutinante en la primera composición está entre, inclusive, 3,5:1 y 7:1.
Con respecto a la segunda propiedad mencionada, por supuesto, no se excluye que, para ambas capas, se aplicaría el mismo peso en seco. En tal caso, sin embargo, se aplica, preferentemente, una proporción diferente de pigmento a aglutinante en la primera y la segunda composiciones. Preferentemente, para ambas capas se aplica a la capa de papel un peso en seco de entre 5 y 20 gramos por metro cuadrado de material y, mejor aún, entre 8 y 18 gramos por metro cuadrado. En los casos donde el peso en seco del material aplicado para dicha primera capa y dicha segunda capa es diferente, preferentemente, la primera capa incluye el peso en seco más alto del material, por ejemplo, al menos 20 % más que la segunda capa.
Con respecto a la tercera propiedad mencionada, las partículas de pigmento más grandes están, preferentemente, contenidas en dicha primera composición. El uso de partículas grandes en la primera capa proporciona una excelente absorción del vehículo de las tintas, mientras que el uso de partículas pequeñas en la segunda capa proporciona un efecto de nivelación y una buena reducción de la liberación de polvo en la superficie de la capa de papel. Preferentemente, en tal caso, las partículas de pigmento en dicha primera composición tienen un tamaño promedio de partícula de entre 1 y 20 micrómetros. Preferentemente, las partículas de pigmento en dicha segunda composición tienen un tamaño promedio de partícula de entre 100 nanómetros y 1 micrómetro.
De acuerdo con la realización lo más preferente, para el pigmento de dicho recubrimiento receptor de inyección de tinta, se utilizan al menos, o principalmente, partículas de sílice y/o, para dicho aglutinante, se utiliza al menos, o principalmente, alcohol polivinílico. Preferentemente, las partículas de sílice están tratadas con silano. El tratamiento con silano de los pigmentos mejora aún más las propiedades de liberación de polvo del recubrimiento receptor de inyección de tinta obtenido y, por tanto, del papel tratado. El tratamiento con silano puede referirse a un tratamiento con un agente de acoplamiento, tal como amino-organosilanos, hidroxisilanos, silanos dipodales y/u otros silanos. Preferentemente, el agente de acoplamiento se elige de tal manera que el riesgo de amarillear con el envejecimiento del recubrimiento receptor de inyección de tinta obtenido sea bajo. Preferentemente, el agente de acoplamiento forma 0,1 a 10 % del peso en húmedo total de la primera y/o la segunda composición.
De acuerdo con variantes, la capa receptora de inyección de tinta incluye, como aglutinante, un polímero seleccionado del grupo que consiste en hidroxietilcelulosa; hidroxipropilcelulosa; hidroxietilmetilcelulosa; hidroxipropilmetilcelulosa; hidroxibutilmetilcelulosa; metilcelulosa; carboximetilcelulosa de sodio; carboximetilhidroxietilcelulosa de sodio; etilhidroxietilcelulosa soluble en agua; sulfato de celulosa; copolímeros de alcohol vinílico; acetato de polivinilo; acetal de polivinilo; polivinilpirrolidona; poliacrilamida; copolímero de acrilamida/ácido acrílico; poliestireno, copolímeros de estireno; polímeros acrílicos o metacrílicos; copolímeros de estireno/acrílico; copolímero de etileno-acetato de vinilo; copolímero de éter de vinilo/ácido maleico; poli(ácido 2-acrilamido-2-metil propano sulfónico); poli(triamina de dietileno-ácido coadípico); polivinilpiridina; polivinil imidazol; polietilenimina epiclorhidrina modificada; polietilenimina etoxilada; polímeros que contienen enlaces éter, tales como óxido de polietileno (PEO), óxido de polipropileno (PPO), polietilenglicol (PEG) y polivinil éter (PVE); poliuretano; resinas de melamina; gelatina; carragenano; dextrano; goma arábiga; caseína; pectina; albúmina; quitinas; quitosanos; almidón; derivados de colágeno; colodión y agar-agar.
Como se ha planteado más arriba, los aglutinantes preferentes para la capa receptora de inyección de tinta incluyen alcohol polivinílico (PVA), pero, de acuerdo con variantes, se puede aplicar un copolímero de alcohol vinílico o alcohol polivinílico modificado. El alcohol polivinílico modificado puede ser un alcohol polivinílico de tipo catiónico, tales como los grados de alcohol polivinílico catiónico de Kuraray, tales como POVAL C506, POVAL C118 de Nippon Goshei.
El aglutinante comprendido en la primera y/o la segunda composiciones también puede estar formado por una mezcla de las posibilidades enumeradas anteriormente para tal aglutinante. De acuerdo con una realización especial, se utiliza como aglomerante una mezcla de alcohol polivinílico con etilenvinilacetato (EVA) y/o polivinilacetato (PVAc), en donde, preferentemente, el constituyente principal del aglutinante es alcohol polivinílico y, por ejemplo, se utiliza al menos 5 % en peso de EVA y/o PVAc. El inventor ha registrado una mayor flexibilidad de los papeles así tratados en comparación con papeles donde el aglutinante es esencialmente alcohol polivinílico. Se pueden lograr efectos similares con la adición de, por ejemplo, al menos 5 % en peso, vinil-acetato-etileno (VAE) y/o viniléster de etileno. Una mayor flexibilidad con menor liberación de polvo es ventajosa en la manipulación posterior del papel así tratado, por ejemplo, en el equipo de impresión.
Preferentemente, el aglutinante en la primera y la segunda composiciones es el mismo o, al menos el constituyente principal del aglutinante es el mismo. Como se ha planteado anteriormente, el constituyente principal es, preferentemente, alcohol polivinílico.
Como pigmento en la primera y/o la segunda composiciones, de hecho, se puede utilizar cualquier pigmento inorgánico y, lo más preferentemente, un pigmento inorgánico poroso. También pueden utilizarse mezclas de dos o más pigmentos. El pigmento utilizado es, preferentemente, un pigmento inorgánico, el cual se puede elegir entre pigmentos de tipo neutros, aniónicos y catiónicos. Los pigmentos útiles incluyen, por ejemplo, sílice, talco, arcilla, hidrotalcita, caolín, tierra de diatomeas, carbonato cálcico, carbonato de magnesio, carbonato de magnesio básico, aluminosilicato, trihidróxido de aluminio, óxido de aluminio (alúmina), óxido de titanio, óxido de zinc, sulfato de bario, sulfato de calcio, sulfuro de zinc, blanco satinado, hidrato de alúmina, tal como boehmita, óxido de circonio u óxidos mixtos. El pigmento inorgánico se selecciona, preferentemente, del grupo que consiste en hidratos de alúmina, óxidos de aluminio, hidróxidos de aluminio, silicatos de aluminio y sílices. Los pigmentos inorgánicos particularmente preferentes son partículas de sílice, sílice coloidal, partículas de alúmina y pseudo-boehmita, ya que forman mejores estructuras porosas. Cuando se utilizan en el presente documento, las partículas pueden ser partículas primarias directamente utilizadas tal cual o pueden formar partículas secundarias. Un tipo preferente de hidrato de alúmina es la boehmita cristalina o y-AIOP). Los tipos útiles de boehmita incluyen DIs Pe Ra L HP14, DISPERAL 40, DISPAL 23N4-20, DISPAL 14N-25 y DISPERAL AL25 de Sasol; y MARTOXIN VPP2000-2 y GL-3 de Martinswerk GmbH. Los tipos útiles de óxido de aluminio catiónico (alúmina) incluyen los tipos a-Al2O3, tales como NORTON E700, disponible en Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc, y los tipos y-AI2O3, tal como ALUMINUM OXID C de Degussa. Otros pigmentos inorgánicos útiles incluyen trihidróxidos de aluminio, tales como bayerita o a-Al(OH)3, tales como PLUrAl BT, disponible de Sasol y Gibbsita, o y-AI(OH)3, tales como los grados MARTINAL y los grados MARTIFIN de Martinswerk GmbH, los grados MICRAL de la empresa JM Huber; los grados HIGILITE de Showa Denka K.K. Como se ha planteado anteriormente, el tipo preferente de pigmento inorgánico es la sílice, que se puede utilizar, como tal, en su forma aniónica o tras modificación catiónica. La sílice se puede elegir entre diferentes tipos, tales como sílice cristalina, sílice amorfa, sílice precipitada, sílice pirógena, gel de sílice, sílice esférica y no esférica. La sílice puede contener cantidades menores de óxidos metálicos del grupo Al, Zr, Ti. Por lo general, en función de su método de producción, las partículas de sílice se agrupan en dos tipos, partículas de proceso húmedo y partículas de proceso seco (proceso en fase de vapor o pirógeno). En el proceso húmedo, la sílice activa se forma a través de la acidólisis de silicatos y esta se polimeriza en un grado adecuado y se flocula para obtener sílice hídrica. Un proceso de fase de vapor incluye dos tipos; uno incluye hidrólisis en fase de vapor a alta temperatura del haluro de silicio para obtener sílice anhidra (hidrólisis a la llama) y el otro incluye vaporización por reducción térmica de la arena de sílice y cocción en un horno eléctrico seguido de oxidación en el aire para obtener también sílice anhidra (proceso de arco). La "sílice pirógena" significa partículas de sílice anhidra obtenidas en el proceso de fase de vapor.
Para las partículas de sílice preferentemente utilizadas en la capa receptora de inyección de tinta de la invención, son especialmente preferentes las partículas de sílice pirógeno. La sílice pirógena difiere de la sílice hídrica en el punto de la densidad del grupo silanol superficial y de la presencia o ausencia de poros en este y los dos tipos diferentes de sílice tienen propiedades diferentes. La sílice pirógena es adecuada para formar una estructura tridimensional de alta porosidad. Dado que la sílice pirógena tiene un área de superficie específica particularmente grande, su absorción y retención de tinta son altas.
Alternativamente, se pueden utilizar pigmentos orgánicos en la capa receptora de inyección de tinta opcional, preferentemente elegidos de la lista que consiste en poliestireno, metacrilato de polimetilo, siliconas, polímeros de condensación de melamina-formaldehído, polímeros de condensación de urea-formaldehído, poliésteres y poliamidas. Se pueden utilizar mezclas de pigmentos inorgánicos y orgánicos. Sin embargo, lo más preferentemente, el pigmento es un pigmento inorgánico.
Preferentemente, los pigmentos incluidos en la capa receptora de inyección de tinta tienen un tamaño promedio de partícula de 100 nm a 20 gm, en donde 1 a 12 gm y, mejor aún, 2 a 7 gm es ideal. Los pigmentos de tamaño de partícula pequeño se pueden aglutinar fácilmente al papel, mientras que los pigmentos de tamaño de partícula grande muestran una gran absorción de agua, lo cual conduce a una buena calidad de impresión. El tamaño promedio de partícula óptimo está en el intervalo entre 1 y 12 gm, preferentemente 2 a 7 gm.
Preferentemente, los pigmentos incluidos en la capa receptora de inyección de tinta tienen un área de superficie promedio de 20 a 420 m2/g y, preferentemente, entre 300 y 420 m2/g, con el fin de obtener una buena absorbencia del vehículo de tinta.
Preferentemente, los pigmentos incluidos en la capa receptora de inyección de tinta tienen un volumen promedio de poro de 0,5 a 2 ml/g, preferentemente entre 1 y 2 ml/g.
Los pigmentos que tienen un tamaño promedio de partícula entre 2 y 7 qm, un área promedio de superficie de 300 a 420 m2/g y un volumen promedio de poro entre 1 y 2 ml/g brindan una combinación ideal de capacidad de absorción, calidad de impresión y aglutinamiento, es decir, la ausencia de liberación de polvo del papel tratado.
Preferentemente, el recubrimiento receptor de inyección de tinta en dicha primera composición o en dicha segunda composición, o en la primera y la segunda composiciones, comprende, además, un reticulante, preferentemente elegido de la lista que consiste en aldehidos, aziridinas, isocianatos, epóxidos y boratos. Tal reticulante aglutina, además, los pigmentos en el recubrimiento receptor de inyección de tinta y limita aún más la liberación de polvo del papel así impreso. La disponibilidad de reticulante en cualquiera de las composiciones aumenta, además, la vida útil de la composición pertinente significativamente. Preferentemente, la primera y/o la segunda composiciones comprenden reticulantes en una cantidad que representa de 0,1 a 10 % del peso en húmedo total de la primera y/o la segunda composiciones.
La primera y/o la segunda composiciones pueden comprender, además, aditivos distintos de los reticulantes en una cantidad total que representa de 0,1 a 2 % del peso en húmedo total de la primera y la segunda composiciones, respectivamente. Tales aditivos pueden ser uno o más de agente antiespumante, agente nivelador, agente humectante, tales como etoxilatos de alquilfenol, espesantes, tales como hidroxietilcelulosa o goma xantana, ajustadores de pH, tales como NaOH, KOH, NH3, HNO3 o H2SO, aditivos catiónicos, tales como polidadmac, conservantes y/o agentes dispersantes, tales como acrilatos, polifosfatos o aluminatos de sodio.
Para el agente nivelador, podría hacerse uso de APEO (etoxilatos de alquilfenol).
Para el conservante, se podría hacer uso de BIT o MIT (benzisotiazolinona o metilisotiazolinona).
Como agente antiespumante, se podría hacer uso de copolímero de poliéter siloxano.
Preferentemente, el papel obtenido con el método de la invención está provisto de resina termoendurecible, tal como resina de melamina, preferentemente después de proporcionarle un patrón impreso mediante impresión por inyección de tinta. Por este motivo, preferentemente, la capa de papel únicamente está provista de un recubrimiento receptor de inyección de tinta en un lado de esta, es decir, en el lado provisto para ser impreso. El otro lado opuesto está, preferentemente, sin tratar, de tal manera que este lado opuesto muestre la porosidad original de la capa de papel de la que se parte. A continuación, la resina puede proporcionarse sustancialmente desde el lado inferior hacia el núcleo del papel. Para permitir una impregnación suficiente del papel que tiene el recubrimiento receptor de inyección de tinta, la velocidad del canal de impregnación puede reducirse, la resina puede hacerse menos viscosa, la impregnación se puede presurizar y/o la resina se puede calentar, por ejemplo, entre 45 y 85 °C.
Por lo general, se observa que, si bien el papel obtenido con el método de la invención es imprimible con una impresora por inyección de tinta, no se excluye que el papel eventualmente se imprima utilizando otras técnicas, tales como huecograbado o impresión offset. También en tal caso, la disminución de la liberación de polvo y la calidad de impresión potencialmente mejor resultan de interés. Este es especialmente el caso cuando se utilizan tintas acuosas.
Preferentemente, dicha primera y/o segunda composiciones son una sustancia líquida que se deposita sobre dicha capa de papel y, preferentemente, se seca forzadamente, por ejemplo, en un horno de aire caliente o mediante luz infrarroja o infrarroja cercana o mediante secado por microondas. Preferentemente, al menos una operación de secado de este tipo tiene lugar entre dichas etapas parciales del primer aspecto de la invención. Preferentemente, la sustancia líquida es una suspensión a base de agua de al menos dicho aglutinante y, posiblemente, dichos pigmentos. Preferentemente, la primera composición tiene un contenido de materia seca de 8 a 25 por ciento en peso de la sustancia líquida. Preferentemente, la segunda composición tiene un contenido de materia seca de 4 a 20 por ciento en peso de la sustancia líquida. Preferentemente, el contenido de materia seca expresado en porcentaje en peso es mayor en la primera composición que en la segunda composición.
La deposición de dicha sustancia líquida de la primera y/o la segunda composiciones se puede obtener de cualquier manera, posiblemente mediante impresión, por ejemplo, impresión por inyección de tinta, pero, preferentemente, mediante técnicas de recubrimiento, tales como recubrimiento con rodillo, pulverización, rodillos reguladores, recubrimiento con perlas, dispersión, recubrimiento con molde de ranura. Con estas últimas técnicas, se obtiene, preferentemente, un recubrimiento que cubre al menos 80 % de la superficie de la capa de papel. Preferentemente, en primer lugar, se aplica un exceso de la sustancia líquida a la capa de papel y, luego, se retira de nuevo el exceso de material, por ejemplo, se exprime, hasta obtener el peso deseado. Los sistemas de medición en línea pueden ser deseables para dirigir y controlar el peso del recubrimiento receptor de inyección de tinta. Esta técnica reduce el riesgo de obtener áreas del papel sin recubrir, lo cual podría dar lugar a defectos locales en el patrón impreso. Un equipo preferente para la aplicación de la sustancia líquida es un dispositivo de recubrimiento que comprende rodillos reguladores inversos. Tales rodillos pueden crear una superficie de recubrimiento lisa.
La deposición de la sustancia líquida para la primera y/o la segunda composiciones puede realizarse en un canal de impregnación o, alternativamente, en el equipo de impresión, inmediatamente antes de la operación de impresión. Este último caso resuelve cualquier posible problema con la vida útil limitada del recubrimiento receptor de inyección de tinta. Preferentemente, la deposición de la sustancia líquida se realiza mientras el papel todavía tiene una forma "sin fin", es decir, tomado del rollo sin cortar. Tales técnicas permiten una aplicación más uniforme del recubrimiento receptor de inyección de tinta. En el caso de que el recubrimiento se realice total o parcialmente en el equipo de impresión, el equipo de impresión es, preferentemente, una impresora de rollo a rollo o de rollo a hoja, el cual comprende un dispositivo de recubrimiento aguas arriba de los cabezales de impresión, por ejemplo, un recubridor de rodillo y/o cabezales de impresión adicionales adecuados para imprimir la sustancia líquida para la subcapa respectiva del recubrimiento receptor de inyección de tinta. Tales cabezales de impresión adicionales, por ejemplo, una fila adicional de cabezales de impresión, pueden tener inyectores con un diámetro mayor que los utilizados para la impresión real del patrón. Una resolución de 1 a 100, o incluso de 1 a 25, puntos por pulgada puede ser suficiente para estos inyectores. El diámetro más grande permite la inyección de sustancias más viscosas. De acuerdo con una realización especial, dicha primera capa se aplica al papel utilizando rodillos, mientras que la segunda capa se aplica utilizando tales cabezales de impresión adicionales. Una realización de este tipo es especialmente interesante cuando la proporción de pigmento a aglutinante en dicha segunda composición es baja, es decir, por debajo de 2:1. En tal caso, la sustancia líquida para dicha segunda capa será más fácil de aplicar con dichos cabezales de impresión adicionales.
Dicha sustancia líquida para dicha primera y/o segunda composiciones muestra, preferentemente, una viscosidad de 10 a 75 segundos Din cup 4 a 20 °C. Tal propiedad permite una aplicación sencilla de la sustancia líquida a la superficie de la capa de papel. En experimentos, un contenido de sólidos de aproximadamente 12 % y una viscosidad de aproximadamente 24 segundos produjeron un recubrimiento suficientemente uniforme sobre una capa de papel sin tratar previamente, por ejemplo, cuando se aplica mediante un recubridor de rodillo.
De acuerdo con una variante, y un método no reivindicado, en lugar de una capa de papel, una lámina termoplástica, tal como lámina de cloruro de polivinilo (PVC), lámina de polipropileno (PP), lámina de polietileno (PE), lámina de tereftalato de polietileno (PET) o lámina de poliuretano termoplástico (TPU) se trata con un recubrimiento receptor de inyección de tinta mediante dos etapas parciales de recubrimiento. Por lo tanto, la presente divulgación, de conformidad con un segundo aspecto independiente alternativo y no reivindicado de esta, se refiere a un método para fabricar una lámina termoplástica imprimible con una impresora por inyección de tinta para su uso como lámina decorativa en un panel laminado, en donde el método al menos comprende las siguientes etapas:
- la etapa de proporcionar una lámina termoplástica;
- la etapa de recubrir al menos un lado de dicha lámina termoplástica con un recubrimiento receptor de inyección de tinta que comprende pigmento y aglutinante;
con la característica de que dicho recubrimiento receptor de inyección de tinta se aplica en al menos dos etapas parciales, en donde, respectivamente, una primera capa con una primera composición y, posteriormente, una segunda capa se aplica con una segunda composición, comprendiendo ambas composiciones al menos dicho aglutinante. Por lo general, las mismas primera y segunda composiciones que se han descrito anteriormente en relación con el tratamiento de las capas de papel, pueden utilizarse en este segundo aspecto.
El aglutinante preferente para utilizar en tales láminas es a base de poliuretano, a base de acrilato o a base de acetato de polivinilo. Además, el contenido de aglutinante en la primera composición puede reducirse algo en comparación con el tratamiento de las capas de papel, ya que se espera una menor absorción en el núcleo de la capa. Preferentemente, la proporción de pigmento a aglutinante en la primera composición está en tal caso entre 1:1 y 6:1.
Está claro que la presente invención se refiere a capas de papel que se obtienen utilizando los métodos del primer aspecto de la presente invención.
Con el mismo objetivo que en dicho primer aspecto, de acuerdo con un tercer aspecto independiente, la invención también se refiere a un papel para impresión por inyección de tinta, en donde dicho papel, al menos en un lado, está provisto de un recubrimiento receptor de inyección de tinta que comprende al menos pigmento y aglutinante, con la característica de que la porción de pigmento libre o sin aglutinar es menos de 10 por ciento en peso de la cantidad total de pigmento en dicho recubrimiento receptor de inyección de tinta y/o dicho recubrimiento receptor de inyección de tinta está sustancialmente libre de pigmento en su superficie. Tal papel se obtiene utilizando el método del primer aspecto de la invención. Está claro que dicha capa de papel muestra, además, características idénticas a las características inherentes a las capas de papel obtenidas utilizando el método del primer aspecto.
Con el mismo objetivo que en dicho primer aspecto, de acuerdo con un cuarto aspecto independiente, la invención también se refiere a un papel para impresión por inyección de tinta, en donde dicho papel, al menos en un lado, está provisto de un recubrimiento receptor de inyección de tinta que comprende al menos pigmento y aglutinante, con la característica de que dicho recubrimiento receptor de inyección de tinta en su superficie está formado sustancialmente por dicho aglutinante. Tal papel se obtiene utilizando el método del primer aspecto de la invención, aunque no necesariamente. Está claro que dicha capa de papel puede mostrar, además, características idénticas a las características inherentes a las capas de papel obtenidas utilizando el método del primer aspecto.
La invención, además, de conformidad con su quinto aspecto independiente, se refiere a un método para fabricar un panel laminado, en donde dicho panel al menos comprende un material de sustrato y una capa superior provista encima de este con una decoración impresa, en donde dicha capa superior está formada sustancialmente a partir de resina termoendurecible y una o más capas de papel, en donde dichas capas de papel comprenden un papel decorativo a base de un papel para impresión por inyección de tinta de conformidad con el tercer y/o el cuarto aspectos independientes y/u obtenido mediante un método de conformidad con el primer aspecto independiente y/o las realizaciones preferentes de estos aspectos.
Preferentemente, en dicho quinto aspecto, el papel para impresión por inyección de tinta se imprime mediante una impresora por inyección de tinta, se impregna con una cantidad de dicha resina termoendurecible y se une a dicho material de sustrato mediante un tratamiento de prensado en caliente. Preferentemente, dicha impresora por inyección de tinta funciona a base de tintas a base de agua, en donde, más particularmente, es preferente una impresora por inyección de tinta del tipo de una única pasada y/o una impresora por inyección de tinta hecha funcionar en modo de una única pasada. Las operaciones de impresión de una única pasada muestran valiosos efectos sinérgicos con las láminas de papel tratadas de la invención. La liberación reducida de polvo de las capas tratadas minimiza el riesgo de obstrucción del inyector de la impresora por inyección de tinta. Los inyectores obstruidos en las operaciones de impresión de una única pasada son particularmente engorrosos ya que provocan defectos en el patrón impreso, es decir, los denominados inyectores ausentes, no pudiendo tales defectos, por lo general, ocultarse o enmascararse mediante operaciones de impresión posteriores, como es el caso de las impresoras hechas funcionar en múltiples pasadas o de trazado. Los inyectores ausentes en los equipos hechos funcionar con una única pasada aún pueden enmascararse creando redundancia en la impresora, por ejemplo, poniendo en serie dos o más impresoras hechas funciones con una única pasada, lo cual es extremadamente caro. Por lo tanto, la presente invención es extremadamente valiosa en operaciones que utilizan impresión de una única pasada y conduce a un método de fabricación que es fluido y menos propenso a errores de impresión.
Con el mismo objetivo que en los aspectos anteriores de la invención, la invención, de conformidad con su séptimo aspecto, se refiere a un equipo para fabricar láminas de papel de conformidad con cualquiera de los aspectos anteriores o para su uso en un método de conformidad con cualquiera de los aspectos anteriores, con la característica de que dicho equipo comprende al menos dos recubridores separados para aplicar dicho recubrimiento receptor de inyección de tinta en etapas parciales separadas. Preferentemente, dicho equipo comprende, además, una impresora por inyección de tinta, preferentemente una impresora por inyección de tinta del tipo de una única pasada, o una impresora por inyección de tinta que permita un funcionamiento en modo de una única pasada.
Como queda claro en el quinto aspecto independiente de la invención, la capa de papel que tiene la capa receptora de inyección de tinta de la invención puede utilizarse en un método para fabricar paneles que tienen una superficie decorativa, en donde dichos paneles comprenden al menos un sustrato y una capa superior que comprende resina termoendurecible, en donde dicha capa superior comprende una capa de papel que tiene un patrón impreso, con la característica de que, para proporcionar dicha porción de dicho patrón impreso, se utilizan tintas que contienen pigmento depositadas sobre dicha capa de papel mediante una impresora por inyección de tinta digital, y por el hecho de que el peso en seco del volumen total de dichas tintas que contienen pigmento depositadas sobre dicha capa de papel es de 9 gramos por metro cuadrado o inferior, preferentemente de 3 a 4 gramos por metro cuadrado o inferior, en donde, para dicha tinta que contiene pigmento, se utiliza una tinta a base de agua o la denominada tinta acuosa. La limitación del peso en seco de la tinta aplicada conduce a una capa de tinta que reduce el riesgo de defectos por presión y agrietamiento en la capa superior. De hecho, se limita la posible interferencia entre la capa de tinta y la resina termoendurecible durante la operación de prensado. Debido a que la carga de tinta está limitada a un máximo de 9 gramos por metro cuadrado, el arrugado o la expansión del papel debido a la tinta pueden llevarse a un nivel aceptable, lo cual garantiza un procesamiento posterior estable. Preferentemente, para dicha tinta que contiene pigmento, se utilizan pigmentos orgánicos. Se conoce que los pigmentos orgánicos son más estables cuando se exponen a la luz solar u otras fuentes de radiación UV. Preferentemente, dichos pigmentos de dicha tinta que contiene pigmento tienen un tamaño promedio de partícula inferior a 250 nanómetros. Preferentemente, dicho peso en seco de la tinta pigmentada depositada es de 5 gramos por metro cuadrado o menos, por ejemplo, 4 o 3 gramos por metro cuadrado o menos. Preferentemente, el patrón impreso está completamente, o al menos esencialmente, compuesto por tal tinta pigmentada, en donde el patrón impreso cubre la mayor parte, y preferentemente 80 por ciento o más, de la superficie de dicha capa de papel. Preferentemente, dicho volumen total de la tinta que contiene pigmento depositada es inferior a 15 mililitros o, mejor aún, inferior a 10 mililitros, o incluso menos, por ejemplo, 5 mililitros o menos. Preferentemente, la capa de papel de la invención es opaca y/o contiene óxido de titanio como agente blanqueador.
Preferentemente, el patrón impreso aplicado a la capa de papel de la invención, cubre la mayor parte, y preferentemente 80 por ciento o más, de la superficie de dicha capa de papel.
Preferentemente, dicha capa de papel está, antes o después de la impresión, y antes o después de la aplicación del recubrimiento receptor de inyección de tinta, provista de una cantidad de resina termoendurecible equivalente a 40 a 250 % del peso en seco de la resina en comparación con el peso del papel. Los experimentos han demostrado que este intervalo de resina aplicada proporciona una impregnación suficiente del papel, que evita en gran medida el agrietamiento y que estabiliza en alto grado la dimensión del papel.
Preferentemente, la capa de papel está, antes o después de la impresión, y antes o después de la aplicación del recubrimiento receptor de inyección de tinta, provista de una cantidad de este tipo de resina termoendurecible, que, al menos, el núcleo del papel quede lleno con la resina. Tal llenado se puede alcanzar cuando se proporciona una cantidad de resina que corresponde con al menos 1,5 o al menos 2 veces el peso del papel. Debería quedar claro que la resina provista en la capa de papel, no está necesariamente disponible únicamente en el núcleo del papel, sino que puede formar capas de superficie en ambos lados planos del papel. El recubrimiento receptor de inyección de tinta puede entonces estar presente sobre la superficie del papel con el intermediario de una capa de superficie de resina termoendurecible de este tipo. De acuerdo con una realización especial, la capa de papel se impregna, en primer lugar, o se llena y, después, al menos en el lado de esta que se va a imprimir, la resina se elimina parcialmente y posiblemente se proporciona dicho recubrimiento receptor de inyección de tinta.
Preferentemente, la resina provista sobre dicho papel tiene una humedad relativa inferior a 15 % y, mejor aún, de 10 % en peso o inferior durante la impresión.
Preferentemente, la etapa de proporcionar resina termoendurecible a dicha capa de papel implica aplicar una mezcla de agua y la resina sobre dicha capa de papel. La aplicación de dicha mezcla puede implicar la inmersión de la capa de papel en un baño de dicha mezcla y/o pulverización, inyección o recubrimiento de otro modo de dicha mezcla sobre dicho papel. Preferentemente, la resina se proporciona de manera dosificada, por ejemplo, utilizando uno o más rodillos exprimidores y/o cuchillas rascadoras para establecer la cantidad de resina añadida a la capa de papel.
Preferentemente, dicha resina termoendurecible es una resina a base de melamina, más particularmente, una resina de formaldehído de melamina con una proporción de formaldehído a melamina de 1,4 a 2. Tal resina a base de melamina es una resina que policondensa mientras se expone al calor en una operación de prensado. La reacción de policondensación crea agua como subproducto. Es particularmente con estos tipos de resinas termoendurecibles, en concreto, aquellas que crean agua como subproducto, que la presente invención resulta de interés. El agua creada, así como cualquier residuo de agua en la resina termoendurecible antes del prensado, debe salir en gran medida de la capa de resina que se está endureciendo antes de quedar atrapada y provocar una pérdida de transparencia en la capa endurecida. La capa de tinta disponible puede dificultar la difusión de las burbujas de vapor hasta la superficie, aunque la presente invención proporciona medidas para limitar tal obstáculo. El recubrimiento receptor de inyección de tinta es beneficioso a este respecto, pues puede proporcionar un tampón adicional para capturar tal vapor que se escapa. Cuando se hace uso de un recubrimiento receptor de inyección de tinta que es poroso y/o hidrófilo, que es el caso en el que se utiliza, por ejemplo, sílice y/o alcohol polivinílico, parte del vapor de agua que se origina al curar la resina termoendurecible de la capa de papel en la prensa puede ser absorbido por este recubrimiento, de tal manera que el proceso es menos propenso a la originación de defectos de prensado, tal como que burbujas de vapor de agua queden encerradas. Otros ejemplos de tales resinas termoendurecibles que conducen a una reacción de policondensación similar incluyen resinas a base de urea-formaldehído y resinas a base de fenolformaldehído.
Preferentemente, la capa de papel únicamente se impregna con resina después de la aplicación del recubrimiento receptor de inyección de tinta y después de la impresión. De esta manera, el recubrimiento receptor de inyección de tinta no se ve afectado en absoluto por el agua contenida en la mezcla de agua y resina aplicada con fines de impregnación.
Como queda claro a partir de lo anterior, el método del quinto aspecto de la invención comprende, preferentemente, la etapa de prensar en caliente la capa de papel impresa y provista de resina, al menos para curar la resina del papel decorativo provisto de resina obtenido. Preferentemente, el método de la invención forma parte de un proceso de DPL como se ha descrito anteriormente, en donde la capa de papel provista de resina impresa de la invención se sostiene en la pila para ser prensada como capa decorativa. Por supuesto, no se excluye que el método de la invención forme parte de un proceso de CPL (laminado compacto) o de HPL (laminado de alta presión) en el que la capa decorativa se prensa en caliente al menos con una pluralidad de capas de papel de núcleo impregnadas con resina, por ejemplo, del denominado papel Kraft, formando un sustrato debajo de la capa decorativa, y en donde la capa laminada prensada y curada obtenida, o el tablero laminado, en el caso de un HPL, se pega a otro sustrato, tal como un tablero de partículas o un tablero de MDF o HDF.
Preferentemente, se aplica una capa de resina adicional sobre el patrón impreso después de la impresión, por ejemplo, a modo de superposición, es decir, una capa portadora provista de resina, o un recubrimiento líquido, preferentemente mientras la capa de decoración se encuentra sobre el sustrato, ya sea suelta o ya conectada o adherida a este.
La capa de papel de la invención puede ser un papel base coloreado, pigmentado y/o tintado. El uso de un papel base coloreado y/o tintado permite limitar aún más el peso en seco de la tinta depositada para lograr un patrón o color en particular. Preferentemente, el tinte o pigmento se añade a la pulpa antes de que se forme la hoja de papel. De acuerdo con una alternativa, la capa receptora de tinta sobre dicha capa de papel que se va a imprimir se colorea o pigmenta con pigmentos coloreados. De conformidad con la divulgación general, sin embargo, los pigmentos contenidos en el recubrimiento receptor de inyección de tinta son, preferentemente, incoloros o blancos.
Preferentemente, para imprimir la capa de papel de la invención, se aplica una impresora por inyección de tinta digital que permite inyectar gotículas de tinta con un volumen inferior a 50 picolitros. Los inventores han encontrado que trabajar con gotículas que tienen un volumen de 15 picolitros o menos, por ejemplo, de 10 picolitros, trae considerables ventajas con respecto a la limitación del peso en seco de las tintas depositadas. Preferentemente, se aplica una impresora por inyección de tinta digital que permite trabajar con gotículas de tinta de varios volúmenes en una única y misma impresión o con los denominados medios tonos o escala de grises. La posibilidad de impresión en medios tonos o en escala de grises permite una mayor limitación del peso en seco de la tinta depositada manteniendo una excelente definición de impresión. Preferentemente, se aplica una impresora por inyección de tinta digital que permite alcanzar una definición de al menos 200 ppp, o incluso mejor que al menos 300 ppp (puntos por pulgada). Preferentemente, dicha impresora por inyección de tinta digital es del tipo de una única pasada, en donde a la capa de papel se le proporciona dicho patrón impreso en un único movimiento relativo continuo de la capa de papel con respecto a la impresora o los cabezales de impresión. No se excluye que se utilicen otras impresoras por inyección de tinta digitales para poner en práctica la invención, tales como las denominadas impresoras de múltiples pasadas o de tipo trazador. Con impresoras del tipo de una única pasada, así como con impresoras del tipo de múltiples pasadas, los cabezales de impresión se extienden preferentemente sobre la totalidad de la anchura del papel que se va a imprimir. Este no es el caso con una disposición de trazador, en donde los cabezales de impresión necesitan realizar un movimiento de escaneo en la dirección de anchura de la capa de papel. Sin embargo, tales impresoras no están excluidas de aplicarse en el método de la invención. Se observa que las impresoras del tipo de múltiples pasadas tienen la ventaja de que cualquier inyector que falle puede quedar oculto por la impresión de una pasada posterior. En este tipo de impresoras, los inyectores se pueden desplazar un poco entre pasadas, de tal manera que, en una ubicación en particular del papel, se imprimen puntos mediante varios inyectores. Con un equipo de múltiples pasadas, o incluso con un trazador, es posible realizar un mantenimiento o limpieza automáticos entre pasadas posteriores, cuando sea necesario. El problema con los inyectores que fallan es especialmente relevante cuando se utilizan tintas a base de agua o que contienen pigmento acuoso. De hecho, los inyectores pueden obstruirse con el pigmento de tinta porque el agua se ha secado. El riesgo de que los inyectores fallen es menor, por ejemplo, con tintas curables con UV. También, cuando se utiliza un recubrimiento receptor de inyección de tinta, normalmente, el riesgo de que los inyectores fallen puede aumentar. Sin embargo, la aplicación de doble capa del recubrimiento receptor de inyección de tinta de conformidad con el primer aspecto de la presente invención mejora el tiempo de producción autónoma debido a una menor liberación de polvo.
Está claro que, de acuerdo con la realización lo más preferente de la presente invención, la capa de papel, mientras se imprime, todavía es flexible y que la capa de papel únicamente se une o se coloca sobre el sustrato en forma de placa después de la impresión. De acuerdo con una variante, la capa de papel ya está unida o suelta sobre el sustrato en forma de placa durante la impresión. La posible unión con el sustrato se puede lograr mediante pegamentos a base de urea, a base de fenol, a base de melamina, a base de poliuretano y adhesivos similares. Tal unión se puede lograr mediante un tratamiento de prensado, sea o no un tratamiento de prensa en caliente.
Preferentemente, el método del quinto aspecto de la invención comprende, además, la etapa de aplicar una contracapa o capa de equilibrio en la superficie del sustrato opuesta a la capa de papel impresa. La contracapa o capa de equilibrio comprende, preferentemente, una capa de papel y resina termoendurecible, preferentemente la misma resina que la capa superior.
Preferentemente, la adherencia mutua del sustrato en forma de placa, la posible contracapa y la posible capa transparente o translúcida se obtiene en un único y mismo tratamiento de prensa. De acuerdo con la realización lo más preferente, las etapas del quinto aspecto del método de la invención se llevan a cabo en un proceso de DPL.
De acuerdo con el ejemplo más importante de la invención, un papel de impresión estándar, como el que se utiliza para el huecograbado, que tiene un peso entre 60 y 90 gramos por metro cuadrado, está provisto de un recubrimiento receptor de inyección de tinta de conformidad con el primer aspecto de la invención y está impreso con un patrón de madera utilizando una impresora por inyección de tinta digital con tintas pigmentadas acuosas. Posteriormente, a la capa de papel impresa se le proporciona resina de melamina mediante un canal de impregnación estándar; es decir, mediante un equipo de rodillos, inmersión, inyección y/o pulverización. La capa de papel provista de resina se seca entonces hasta que una humedad residual de menos de 10 %, preferente y aproximadamente 7 %, se alcanza. Una pila está formada por una contracapa provista de resina, un sustrato en forma de placa, la capa de papel provista de resina impresa y una capa de papel provista de resina formando una denominada superposición. A continuación, la pila se prensa durante menos de 30 segundos a una temperatura de aproximadamente 180-210 °C y una presión de más de 20 bares, por ejemplo, 38 bares. Mientras se presiona, la superficie de la pila entra en contacto con un elemento de prensa estructurado, tal como una placa de prensa estructurada, y se forma un relieve en la capa superior del panel laminado obtenido. Posiblemente, el relieve obtenido se puede formar en registro con el patrón impreso de la capa de papel provista de resina.
Está claro, además, que el papel obtenido en el primer aspecto de la invención es adecuado para su uso como papel decorativo en un método para fabricar paneles de suelos, paneles de muebles, paneles de techos y/o paneles de paredes.
Está claro que el patrón impreso, los sustratos en forma de placa y las capas de papel mencionados anteriormente pueden tener que dividirse durante los métodos de la invención para obtener sus dimensiones finales respectivas. Los paneles obtenidos mediante un tratamiento de prensa de DPL o similares son, preferentemente, aserrados o divididos de otro modo. Por supuesto, no se excluyen otros tratamientos de los paneles obtenidos.
Con la intención de mostrar mejor las características de acuerdo con la invención, en lo sucesivo, como ejemplo sin carácter limitante, se describe una realización, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en donde:
la figura 1 muestra esquemáticamente una realización de una capa de papel que ha sido provista de un recubrimiento receptor de inyección de tinta de conformidad con el método del primer aspecto de la invención; las figuras 2 y 3, a mayor escala, proporcionan una vista del área F3 ilustrada en la figura 1, en donde, en el caso de la figura 2, únicamente se ha aplicado dicha primera capa a la capa de papel;
la figura 4 muestra algunas etapas de un método de conformidad con el quinto aspecto de la invención;
la figura 5 muestra, en perspectiva, un panel obtenido mediante el método de la figura 4;
la figura 6 muestra una vista de acuerdo con la línea VI-VI indicada en la figura 5;
la figura 7 muestra un equipo para su uso, entre otros, en el primer aspecto de la invención; y
la figura 8 muestra esquemáticamente una vista superior de una impresora hecha funcionar en modo de una única pasada.
La figura 1 ilustra esquemáticamente una capa de papel 1 tratada que es imprimible con una impresora por inyección de tinta. La capa de papel 1 imprimible comprende una hoja de papel 2 provista de un recubrimiento receptor de inyección de tinta 3, que comprende una primera capa 4 con una primera composición y una segunda capa 5 con una segunda composición. La hoja de papel 2 es, en este caso, un papel base de impresión que tiene un peso de aproximadamente 70 gramos por metro cuadrado y con una resistencia media al aire, expresada por el valor de Gurley, por debajo de 30 segundos.
Por lo general, se observa que las dimensiones de la hoja de papel 2 representada y las capas 4-5 están, en las figuras, dibujadas fuera de escala con el fin de ilustrar mejor la invención. Las figuras 2 y 3 muestran que el recubrimiento receptor de inyección de tinta 3 comprende pigmentos 6 y aglutinante 7. La composición de la primera capa 4, así como la composición de la segunda capa 5, comprenden ambas aglutinante, de conformidad con el primer aspecto de la invención.
La figura 2 ilustra un semiproducto 8, en donde únicamente se ha aplicado la primera capa 4 a la hoja de papel 2. El aglutinante 7 se absorbe parcialmente en la hoja de papel 2 y de manera no tan uniforme. En la superficie 9, están presentes pigmentos 6 sueltos y/o mal aglutinados. Tales pigmentos 6 dan lugar a la liberación de polvo tras el procesamiento adicional de tal semiproducto 8. La superficie 9 obtenida de la primera capa 4 también presenta irregularidades.
La figura 3 muestra la capa de papel 1, en donde también se ha aplicado la segunda capa 5 encima de la primera capa 4. La figura 3 muestra que la segunda capa 5 iguala la superficie 9, lo cual conduce a una superficie 10 más uniforme de la segunda capa y de la capa de papel 1. La composición de la segunda capa 5 tiene, en este caso, una proporción de pigmento a aglutinante menor que la composición de la primera capa 4.
Se observa que la figura 3 es un ejemplo del tercer y el cuarto aspectos de la presente invención, en donde, en la superficie de la capa de papel tratada, menos de 10 por ciento en peso del pigmento total 6 está libre o sin aglutinar, y en donde la superficie 10 de la segunda capa está esencialmente, y en este caso completamente, formada por el aglutinante 7.
La figura 4 ilustra un método para fabricar paneles laminados 11 del tipo que se muestra en las figuras 5 y 6. El método forma una ilustración del quinto aspecto independiente de la invención como se describe en la introducción de la presente solicitud de patente. Los paneles decorativos 11 obtenidos comprenden al menos un sustrato 12 y una capa superior 13. La capa superior 13 comprende una capa de papel 1, fabricada de conformidad con el primer aspecto, y provista de un patrón impreso o una capa de tinta 14 impresa digitalmente que representa un patrón de madera, como es el caso aquí. El método de la realización de ejemplo comprende al menos la etapa S1 de proporcionar a dicha capa de papel 1, que tiene la capa receptora de inyección de tinta y el patrón impreso, resina termoendurecible 15. A continuación, la capa de papel 1 se toma a partir de un rollo 16 y se transporta hasta una primera estación de impregnación 17, donde dicha capa de papel se sumerge en un baño 18 de dicha resina 15, más particularmente una mezcla de agua y resina 15. A continuación, se deja reposar la capa de papel 1 mientras, en este caso, se transporta en sentido ascendente. El reposo permite que la resina 15 penetre en el núcleo del papel.
La capa de papel 1 llega entonces a una segunda estación de impregnación 19, donde la capa de papel 1, en este caso, se sumerge de nuevo en un baño 18 de resina 15, más particularmente una mezcla de agua y resina 15. Un juego de rodillos exprimidores 20 permite dosificar la cantidad de resina 15 aplicada a la capa de papel 1.
En el ejemplo, varias cuchillas rascadoras 21 están disponibles para eliminar parcialmente la resina en la superficie de la capa de papel 1 provista de resina.
En una segunda etapa S2, la capa de papel 1 provista de resina se seca y su nivel de humedad residual se lleva por debajo de 10 %. En el ejemplo, se utilizan hornos de aire caliente 22, pero, alternativamente, se pueden utilizar otros equipos de calentamiento, tales como equipos de secado por microondas.
La figura 4 también ilustra que la capa de papel 2 continua se corta en hojas 23 y se apilan.
La figura 4 ilustra, además, que, en una etapa S3 posterior, las hojas 23 obtenidas o la capa de papel 1 se sostienen en una pila para prensarse en una prensa de luz diurna corta 24 entre las placas de prensa superior e inferior 25-26. Dicha pila comprende, de abajo hacia arriba, una contracapa 27, un sustrato en forma de placa 12, la capa de papel 1 mencionada anteriormente y una capa protectora 28, en donde la contracapa 27 y la capa protectora 28 comprenden ambas una hoja de papel 2 y una resina 15. Luego, se prensa la pila y el tratamiento de prensa da como resultado una conexión mutua entre las capas constituyentes 1-12-27-28, incluyendo el sustrato 12, de la pila, así como un endurecimiento o curado de la resina 15 disponible. Más particularmente, aquí tiene lugar una reacción de policondensación de la resina del formaldehído de melamina 15, que tiene agua como subproducto.
La placa de prensa superior 26 es una placa de prensa estructurada que proporciona un relieve en la superficie de melamina del panel 1 durante el mismo tratamiento de prensa de la etapa S3, al poner en contacto la superficie estructurada 29 de la placa de prensa superior 26 con la melamina de la capa protectora 28.
Las figuras 5 y 6 ilustran que el panel decorativo o panel laminado 11 obtenido puede tener la forma de un panel para suelos laminado rectangular y oblongo, con un par de lados largos 30 y un par de lados cortos 31 y que tiene un sustrato de HDF o MDF 12. En este caso, el panel 11 tiene al menos los lados largos 30 con medios de acoplamiento 32 que permiten bloquear los lados 30 respectivos junto con los lados de un panel similar, ambos en una dirección R1 perpendicular al plano de los paneles acoplados, como en una dirección R2 perpendicular a los lados acoplados y en el plano de los paneles acoplados. Como se ilustra en la figura 6, tales medios de acoplamiento o partes de acoplamiento pueden tener básicamente la forma de una lengüeta 33 y una hendidura 34, provistos de medios de bloqueo cooperantes adicionales 35 que permiten dicho bloqueo en la dirección R2.
La figura 7 muestra que, de conformidad con una realización preferente, al menos una de la primera capa 4 y la segunda capa 5 del recubrimiento receptor de inyección de tinta 3, puede obtenerse recubriendo, en uno de dichas dos etapas parciales, una sustancia líquida 36 sobre la hoja de papel 2. En este caso, se ilustra la aplicación de la primera capa. Se aplica un dispositivo 37 que comprende rodillos reguladores inversos 38. Tal dispositivo 37 puede aplicar, inicialmente, un exceso de la sustancia líquida 36, que se exprime hasta el peso deseado mediante los rodillos 38, lo cual también puede proporcionar una superficie de recubrimiento lisa. Preferentemente, se seca entonces el semiproducto 8 obtenido, por ejemplo, mediante un horno de aire caliente, para alcanzar un nivel de humedad residual preferentemente por debajo de 10 %, o de aproximadamente 7 %. El papel tratado obtenido se trata entonces adicionalmente aplicando la segunda capa 5 del recubrimiento receptor de inyección de tinta 3. Tal no se ilustra aquí, pero esto puede ejecutarse de una manera bastante similar.
La figura 8 ilustra que la capa de papel 1 que tiene el recubrimiento receptor de inyección de tinta del primer aspecto de la invención puede imprimirse mediante una impresora por inyección de tinta 39, la cual, en este ejemplo, comprende varias filas 40 de cabezales de impresión que se extienden sobre el área de la capa de papel 1 que se va a imprimir. La impresora 39, en este ejemplo, se refiere a una impresora del tipo de una única pasada, en donde la provisión del patrón impreso implica un movimiento relativo de dicha impresora por inyección de tinta 39, más particularmente las filas 40, y dicha capa de papel 1 durante la impresión en una dirección de impresión D. En este caso, las filas 40 y los cabezales de impresión están detenidos, mientras que la capa de papel 1 se mueve durante la inyección de tintas sobre la capa de papel 1, más precisamente sobre el recubrimiento receptor de inyección de tinta 3 aplicado a la hoja de papel. La capa de papel 1 se imprime durante un único movimiento continuo de la capa de papel 1 con respecto a la impresora 39 o las filas 40 de cabezales de impresión. El patrón impreso 14 obtenido comprende, en el ejemplo, un motivo de madera que tiene nervaduras de madera 41 que se extienden, por lo general, en la dirección de impresión D. Preferentemente, una estación de secado 42 está provista aguas abajo de la impresora 39. Después de secar las tintas, la capa de papel impresa, preferentemente, se enrolla y se utiliza en el método ilustrado en la figura 4 como rollo 16.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Método para fabricar papel imprimible (1) del tipo imprimible con una impresora por inyección de tinta para su uso como papel decorativo en un panel laminado, en donde el método al menos comprende las siguientes etapas:
- la etapa de proporcionar una capa de papel (2) que tiene una resistencia al aire principal con un valor de Gurley por debajo de 30 segundos;
- la etapa de recubrir al menos un lado de dicha capa de papel (2) con un recubrimiento receptor de inyección de tinta (3) que comprende pigmento (6) y aglutinante (7);
caracterizado por que dicho recubrimiento receptor de inyección de tinta (3) se aplica en al menos dos etapas parciales, en donde, respectivamente, una primera capa (4) con una primera composición y, posteriormente, una segunda capa (5) se aplica con una segunda composición, por que dicha primera capa (4) y dicha segunda capa (5) difieren en que dicha primera capa (4), así como dicha segunda capa (5), comprenden pigmento (6) y aglutinante (7), aunque en una proporción de pigmento a aglutinante diferente, comprendiendo ambas composiciones al menos dicho aglutinante (7), teniendo dicha primera composición una proporción de pigmento a aglutinante que es superior a la proporción de pigmento a aglutinante de dicha segunda composición, en donde la proporción de pigmento a aglutinante en dicha segunda composición es inferior a 2 y la proporción de pigmento a aglutinante en dicha primera composición es superior a 3,5.
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la proporción pigmento (6) a aglutinante (7) en dicha segunda composición está entre 1 y 2.
3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la proporción pigmento (6) a aglutinante (7) en dicha primera composición es superior a 5.
4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dichos pigmentos (6) tienen un tamaño promedio de partícula de 100 nm a 20 pm.
5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha primera y dicha segunda composiciones son sustancias líquidas que se depositan sobre dicha capa de papel (2), en donde tiene lugar al menos una operación de secado entre dichas etapas parciales.
6. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, para el pigmento (6) de dicho recubrimiento receptor de inyección de tinta (3), se utilizan partículas de sílice y/o, para dicho aglutinante (7), se utiliza alcohol polivinílico.
7. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dichos pigmentos (6) son partículas de sílice tratadas con silano.
8. Papel imprimible para impresión por inyección de tinta obtenido con un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde dicho papel imprimible (1) está provisto, únicamente en un lado, de un recubrimiento receptor de inyección de tinta (3) que comprende al menos pigmento (6) y aglutinante (7), caracterizado por que la porción de pigmento libre o no ligado es menos del 10 por ciento en peso de la cantidad total de pigmento en dicho recubrimiento receptor de inyección de tinta (3) y/o por que dicho recubrimiento receptor de inyección de tinta (3) está sustancialmente libre de pigmento en su superficie (10).
9. Papel imprimible para impresión por inyección de tinta de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que dicho recubrimiento receptor de inyección de tinta (3), en su superficie (10), está formado sustancialmente por dicho aglutinante (7).
10. Método para fabricar un panel laminado, en donde dicho panel (11) al menos comprende un material de sustrato (12) y una capa superior provista sobre este con una decoración impresa, en donde dicha capa superior está formada sustancialmente a partir de resina termoendurecible (15) y una o más capas de papel, en donde dichas capas de papel comprenden un papel decorativo a base de un papel imprimible (1) para impresión por inyección de tinta de conformidad con la reivindicación 8 y/o 9 y/u obtenido mediante un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
11. Método de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que el papel imprimible (1) para impresión por inyección de tinta se imprime mediante una impresora por inyección de tinta (39), se impregna con una cantidad de dicha resina termoendurecible (15) y se une a dicho material de sustrato (12) mediante un tratamiento de prensado en caliente.
12. Método de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por que dicha impresora por inyección de tinta (39) funciona a base de tintas a base de agua.
13. Método de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, caracterizado por que dicha impresora por inyección de tinta (39) es del tipo de una única pasada y/o es 5 hecha funcionar en modo de una única pasada.
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