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Title:
METHOD FOR PRODUCING DECORATIVE PAPER AND DECORATIVE PAPER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/089086
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for reducing the input of resin during the impregnation of decorative papers. As a result of the application of an aliphatic anionic polyurethane dispersion containing polycarbonate following printing, the quantity of resin absorbed in the impregnation is reduced by the capillary action of the paper fibers. At the same time, the light fastness of the printed or unprinted decorative papers is increased. The level of gloss of the pressed paper following application to a paper printed with metal effect ink is enhanced. The tear resistance of a decorative paper is improved and the growth during the impregnation is reduced considerably.

Inventors:
SUUR-NUUJA KIMMO (DE)
KLEINERUESSKAMP HEINZ (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/000639
Publication Date:
August 12, 2010
Filing Date:
February 03, 2010
Export Citation:
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Assignee:
OKT GERMANY GMBH (DE)
SUUR-NUUJA KIMMO (DE)
KLEINERUESSKAMP HEINZ (DE)
International Classes:
B44C5/04; D21H27/26
Domestic Patent References:
WO1996028610A11996-09-19
Foreign References:
DE10134302C12002-12-12
EP1361074A12003-11-12
EP1482085A12004-12-01
DE10134302C12002-12-12
EP1361074B12005-06-29
Attorney, Agent or Firm:
BRUNE, Axel et al. (DE)
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Claims:
Patentansprüche:

1 . Verfahren zur Herstellung von Dekorpapier, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Verfahrensschritte:

i) Bedrucken des Papiers;

ii) Aufbringen einer aliphatischen, polycarbonathaltigen an ionischen Polyurethandispersion.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen der aliphatischen, polycarbonathaltigen anionischen Polyurethandispersion, ein Harz auf das bedruckte Papier aufgebracht wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich durch Auftragen der aliphatischen, polycarbonathaltigen anionischen Polyurethandispersion ein pH- Wert von 7-7,2 auf dem Papier ergibt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aliphatische, polycarbonathaltige anionische Polyurethandispersion, insbesondere das Produkt Bayhydrol® XP 2606, im Verhältnis 25 Teile zu 75 Teile Wasser gemischt ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aliphatische, polycarbonathaltige anionische Polyurethandispersion , insbesondere das Produkt Bayhydrol® XP 2606, auf dem Druck mit einem Trockengewicht von etwa 5 g / m2 aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der aliphatischen, polycarbonathaltigen anionischen Polyurethandispersion im Tiefdruck mittels Fondzylindern, insbesondere im letzten Druckwerk online oder offline erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der aliphatischen, polycarbonathaltigen anionischen Polyurethandispersion in einem Lackierwerk erfolgt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Papier mit Metalleffektfarbe, insbesondere Perlmuttfarbe bedruckt wi rd.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aliphatische, polycarbonathaltige anionische Polyurethandispersion auf der nicht bedruckten Seite des Papiers aufgebracht wird.

1 0. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Papier mit einer Tiθ2-haltigen Farbe bedruckt wird.

1 1 . Dekorpapier, umfassend mindestens

einen Papierkern ( 1 ),

eine Druckschicht (2), sowie

eine in den Papierkern (1 ) eingelagerte aliphatische, polycarbonathaltige anionische Polyurethandispersion (3).

12. Dekorpapier nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorpapier mit aminoplastischen Harzen (4) gesättigt ist.

13. Dekorpapier nach einem der Ansprüche 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass es nach einem Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt worden ist.

14. Dekorpapier nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckschicht aus einer perlmuttpigmenthaltigen oder TiO2-haltigen Farbe gebildet ist.

15. Dekorpapier nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Papierkern (1 ) auf der der Druckschicht (2) gegenüberliegenden Seite mit einer aliphatischen, polycarbonathaltigen anionische Polyurethandispersion-Schicht versehen ist.

Description:
Verfahren zur Herstellung von Dekorpapier sowie Dekorpapier

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dekorpapier sowie ein Dekorpapier.

Dekorative Beschichtungswerkstoffe, sogenannte Dekorpapiere, sind Spezialpapiere zur Oberflächenveredelung von Holzwerkstoffen. Aufgrund des hohen optischen Anspruchs werden höchste Anforderungen an das Dekorpapier gestellt. Zur optimalen Bedruckbarkeit erfordert das Papier eine besonders gute Formation,

Glätte und Dimensionsstabilität. Die bei der Verarbeitung notwendige Kunstharzimprägnierung erfordert eine gleichmäßige Penetration des Harzes in das Papier. Die I mprägnierung mit anschließender Verpressung dient vor allem dazu, die Empfindlichkeit der Oberfläche gegenüber mechanischer, thermischer und chemischer

Beanspruchung (z. B. Abrieb, Verkratzen, Wasser, Lösungsmittel, Wasserdampf und Lösungsmitteldämpfe) herabzusetzen.

Es besteht ein I nteresse daran, die Harzaufnahmefähigkeit des Papiers zu reduzieren. Hierzu sind grundsätzlich zwei Wege bekannt geworden.

Es wurde einerseits versucht, die Dekorpapiere zu verdichten und so weniger Hohlräume im Papier zu belassen, in denen sich Harz einlagern kann. Auf diesen Effekt wird beispielsweise bereits in der

Beschreibungseinleitung der DE 1 01 34 302 C1 hingewiesen. Dieses Verfahren hat sich allerdings nie am Markt breitflächig durchsetzen können.

Auch ist ein weiterer Weg zur Reduzierung der Harzaufnahmefähigkeit von Dekorpapieren bekannt geworden. Nach der Papierherstellung ist es möglich, die Dekorpapiere mit einem sogenannten Leimstrich zu beaufschlagen. Hier werden vorzugsweise Acrylatdispersionen auf die Oberflächen offline oder online aufgebracht. Dadurch wird die Oberfläche des Papiers teilweise versiegelt und das Harz kann schlechter in die Papiere eindringen. Denkbar ist auch, dass dabei die Kapillarwirkung der Papierfasern reduziert wird.

I nsbesondere die letztgenannte Technik wi rd nur für Papiere eingesetzt, die (noch) nicht bedruckt sind. Der Drucker muss demnach vor dem Drucken entscheiden, ob er ein Papier mit reduzierter Harzaufnahmefähigkeit (Harz sparendes Papier) einsetzen will oder nicht.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von Dekorpapier vorzuschlagen, bei dem eine Vorauswahl des Papiers, insbesondere eines „Harz sparenden Papiers" (sogenannte „resin saving papers") oder eines „nicht Harz sparenden" Papiers, nicht erforderlich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass auf das Papier nach dem Bedrucken eine aliphatische, polycarbonathaltige anionische Polyurethandispersion aufgebracht wird, kann sowohl herkömmliches, als auch Harz sparendes Papier für die Herstellung von Dekorpapier verwendet werden. Entsprechend und insbesondere neu ist demnach, dass die Einstellung der

Harzersparnis in dem hier beschriebenen Verfahren nach dem Drucken geschieht und dass hierzu eine aliphatische, polycarbonathaltige anionische Polyurethandispersion verwendet wird. Derartige Dispersionen werden bislang im Zusammenhang mit Dekorpapieren nicht eingesetzt. Durch das Aufbringen nach dem

Drucken erhöht sich die Flexibilität des Druckers in der Auswahl der Druckbasispapiere. Die Papierfertigung bedingt immer eine Mindestmenge jeweils einer Einstellung. Hieraus ergeben sich Mindestabnahmemengen, die die Flexibilität des Druckers einschränken.

Zwar ist bekannt, dass Polyurethane als Lacksysteme auf bedruckten oder nicht bedruckten Papieren eingesetzt werden. I m Gegensatz zu der hier beschriebenen Erfindung handelt es sich jedoch um Lacke, denen ein Härter zugegeben werden muss. Diese Lackoberflächen stellen die Barriere zur Umwelt dar; die Papiere werden nicht weiter imprägniert oder anders veredelt, sondern auf Werkstoffe aufkaschiert. Eine derartige Maßnahme wird hier nicht vorgeschlagen.

Als weiterer vorteilhafter Nebeneffekt des vorgeschlagenen Verfahrens wird ebenfalls die Lichtechtheit der erfindungsgemäß hergestellten Dekorpapiere verbessert. Zur Verbesserung der

Lichtechtheit von Dekorpapieren werden gemäß dem Stand der Technik beispielsweise Overlays, die auch mit Acrylatdispersionen beaufschlagt sind, auf die Dekorpapiere vor dem Verpressen aufgelegt. Diese Maßnahmen sind mit dem vorgeschlagenen Verfahren nicht notwendig.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Verfahrens ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Dekorpapier vorzuschlagen, welches eine erhöhte Lichtechtheit aufweist und kostengünstig hergestellt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Dekorpapier mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 1 gelöst. Dadurch, dass das Dekorpapier, mindestens einen Papierkern, eine Druckschicht, sowie eine in den Papierkern eingelagerte aliphatische, polycarbonathaltige anionische Polyurethandispersion aufweist, kann ein Dekorpapier bereitgestellt werden, welches eine erhöhte Lichtechtheit aufweist und gleichermaßen günstig hergestellt werden kann, da sowohl „Harz sparendes Papier" als auch „nicht Harz sparendes" Papier als Ausgangsmaterial für den Papierkern verwendet werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Dekorpapiers ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der

Unteransprüche.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Tabellen und Abbildungen. Darin zeigen

Tab. 1 ein Sicherheitsdatenblatt betreffend BAYHYDROL® XP 2606 (Seite 1 von 5);

Tab. 2 ein Sicherheitsdatenblatt betreffend BAYHYDROL® XP 2606 (Seite 2 von 5);

Tab. 3 ein Sicherheitsdatenblatt betreffend BAYHYDROL® XP 2606 (Seite 3 von 5);

Tab. 4 ein Sicherheitsdatenblatt betreffend BAYHYDROL® XP

2606 (Seite 4 von 5);

Tab. 5 ein Sicherheitsdatenblatt betreffend BAYHYDROL® XP 2606 (Seite 5 von 5);

Tab. 6 ein Produktdatenblatt betreffend Bayhydrol® (Seite 1 von 3);

Tab. 7 ein Produktdatenblatt betreffend Bayhydrol® (Seite 2 von 3) ;

Tab. 8 ein Produktdatenblatt betreffend Bayhydrol® (Seite 3 von 3).

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen

Verfahrens; Fig. 2 eine schematische Querschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Dekorpapiers.

Erfindungsgemäß wird eine aliphatische, polycarbonathaltige anionische Polyurethandispersion auf das bedruckte Papier aufgebracht. Dies kann das Produkt Bayhydrol® XP 2606 der Firma Bayer oder ein vergleichbares anderes Produkt sein (Bayhydrol® ist eine eingetragene Marke der Bayer AG, 51373 Leverkusen). Die Polyurethandispersion setzt die Kapillarwirkung herab, wobei das Polycarbonat zu einer Haftung der Dispersion in den Kapillaren führt, die dadurch gewissermaßen verengt werden. Der für die Weiterverarbeitung der Papiere entscheidende pH-Wert wird durch die Konzentration der Anionen eingestellt. Die Aliphate verbessern die Lichtechtheit.

Nach dem Aufbringen tritt keine sichtbare Farbverschiebung des bedruckten Basispapiers auf. Das Druckprodukt kann somit wahlweise in der Einstellung Harz sparend oder Standard gefertigt werden, ohne dass eine Farbanpassung notwendig wird. Eine Farbanpassung ist bei dem Einsatz der bekannten Harz sparenden Papiere auf Grund der sich verändernden Farbaufnahme im Druck zwangsläufig notwendig.

Die aliphatische, polycarbonathaltige anionische Polyurethandispersion, insbesondere das Produkt Bayhydrol® XP 2606, wird im Verhältnis 25 Teile zu 75 Teile (Gewichtsteile) Wasser gemischt und auf dem Druck mit einem Trockengewicht von etwa 5 g / qm aufgebracht. Diese Parameter sind Richtwerte und können sich für unterschiedliche Papiere noch verändern. Das Aufbringen geschieht entweder im Tiefdruck mittels Fondzylindern im letzten Druckwerk online oder offline in einem anderen günstigen Verfahren, z.B. in einem Lackierwerk. In den Tabellen 1 bis 8 sind Sicherheitsdatenblätter bzw. Produktdatenblätter einer aliphatischen, polycarbonathaltigen anionischen Polyurethandispersion, insbesondere einer unter dem Markennamen Bayhydrol® vertriebenen Dispersion, beigefügt. Hieraus lassen sich die Eigenschaften einer bevorzugt für das vorgeschlagene erfindungsgemäße Verfahren einsetzbaren aliphatischen, polycarbonathaltigen anionischen Polyurethandispersion entnehmen. Es ist anzumerken, dass es sich hierbei nur um eine bevorzugte Dispersion handelt. Grundsätzlich kommt selbstverständlich jede andere aliphatische, polycarbonathaltige anionische Polyurethandispersion in Frage.

In Fig. 1 ist das hier vorgeschlagene erfindungsgemäße Verfahren schematisch dargestellt.

In Fig. 2 ist ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes erfindungsgemäßes Dekorpapier in einer schematischen Querschnittdarstellung dargestellt. I m Wesentlichen umfasst das erfindungsgemäße Dekorpapier einen Papierkern 1 , eine Druckschicht 2, eine in den Papierkern 1 eingelagerte aliphatische, polycarbonathaltige anionische Polyurethandispersion 3, sowie insbesondere eine Harzschicht bzw. eingelagerte Harzpartikel 4.

Das vorgeschlagene erfindungsgemäße Verfahren kann besonders vorteilhaft für nachfolgende beispielhafte Anwendungsfälle eingesetzt werden .

Besondere Vorteile ergeben sich im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. einem erfindungsgemäßen Dekorpapier und Metalleffektfarben, insbesondere sogenannten

Perlmuttfarben. Eine wichtige ästhetische Eigenschaft von Dekoren , die mit Perlmuttfarben gedruckt werden, besteht in dem dadurch erzielten Glanzgrad. Der Glanzgrad hängt wesentlich von der Menge der aufgebrachten Perlmuttpigmente in der Perlmuttfarbe ab. Perlmuttpigmente werden, falls sie als Uni-Farbton gedruckt werden, üblicherweise mit einem darüber gedruckten Verschnitt als Bindemittel fixiert. Die Menge der Pigmente kann nicht beliebig gesteigert werden, da das Papier imprägnierfähig bleiben muss. Eine zu hohe Menge führt zu einer partiellen Versiegelung der Oberfläche und das Harz kann nur ungenügend in das Papier penetrieren, was zu

I mprägnierfehlern und somit zu einer hohen Makulatur führt. Andererseits hängt der Glanzgrad von dem Fließverhalten und Aushärten des Harzes ab. Ein zu schnelles Aushärten führt zu einem geringen Glanz, da das Harz während des Verpressens nicht ausreichend zerfließt und die (glänzende) Struktur des Pressbleches annimmt. I m schlimmsten Fall bilden sich Flecken, was ebenfalls Ausschuss ist.

Ein Ansatz zur Steigerung des Glanzes und Vermeidung von I mprägnierfehlern wird bereits in dem Patent EP 1 3 61 074 B1 beschrieben. Durch das Aufbringen einer alkalischen Lösung wird das Fließverhalten des Harzes positiv beeinflusst. Die Substanz muss jedoch separat aufgetragen werden.

Eine Verbesserung des Glanzgrades kann jedoch auch dadurch erzielt werden , dass der Verschnitt zu r Fixierung der Pigmente durch eine aliphatische, polycarbonathaltige anionische Polyurethandispersion ersetzt wird. Bezogen auf die gemäß Anspruch 1 skizzierten Verfahrensschritte bedeutet dies, dass das Bedrucken des Papiers (Verfahrensschritt i) mit einer perlmuttpigmenthaltigen Farbe durchgeführt wird. Anschließend wird die aliphatische, polycarbonathaltige anionische Polyurethandispersion aufgebracht (Verfahrensschritt ii). Das Produkt kann, gegenüber der in der EP 13 61 074 B1 beschriebenen Weise, mit einem Druckwerk weniger hergestellt werden, was die Flexibilität erhöht und Kosten z. B. Energiekosten senkt.

Der Glanzgrad, der so hergestellten Oberflächen ist sehr hoch. Gegebenenfalls kann ein höherer Glanzgrad als mit der in der gemäß EP 13 61 074 B1 beschriebenen Substanz erreicht werden. Zudem wird das Papier unempfindlicher gegenüber Fertigungsschwankungen während der Imprägnierung und Verpressung.

Besondere Vorteile ergeben sich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. einem erfindungsgemäßen Dekorpapier und der sogenannten Planlage

Ein Problem bei der Weiterverarbeitung von imprägnierten Papieren besteht darin, dass sich die Seiten des Papiers aufrichten. Der Fachmann nennt dieses Verhalten Schüsseln oder Curling. Es entsteht dadurch, dass ein Papier nicht vollständig symmetrisch gefertigt werden kann. Die Asymmetrie wird durch einseitiges

Bedrucken verstärkt. Das Schüsseln hängt zudem auch von dem Umweltbedingungen speziell der Luftfeuchtigkeit des Raumes, in dem das Papier verarbeitet wird, ab. Erwünscht ist jedoch eine Planlage des Papiers, d.h. ein geringes Schüsseln.

Aus dem Stand der Technik sind dem Fachmann verschiedene Methoden zur Verminderung des Schüsseins bekannt. Um das Schüsseln zu minimieren wird falls notwendig entweder das Raumklima feuchter gehalten oder das Papier rückseitig bereits vor dem Aufwickeln oder nach dem Abwickeln mit Wasser befeuchtet. Auch hier können durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren bzw. durch das erfindungsgemäße Dekorpapier Abhilfe geschaffen werden. Durch ein Aufbringen von aliphatischer, polycarbonathaltiger anionischer Polyurethandispersion auf der Rückseite des Papiers wird die Asymmetrie zumindest bei bedruckten

Papieren herabgesetzt. Auch bleiben Eigenschaften wie Harzersparnis und erhöhte Flexibilität, insbesondere durch die Dispersion im Papier, erhalten.

Besondere Vorteile ergeben sich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. einem erfindungsgemäßen Dekorpapier und der sogenannten Opazität.

Dekorpapiere benötigen eine ausreichende Opazität, damit nichts von der Spanplatte durchscheint. Die Opazität ergibt sich aus der Menge des TiO2, das in das Papier eingearbeitet ist. Soll die Opazität erhöht werden, muss mehr TiO2 eingearbeitet werden. Dies gelingt aber nur bei gleichzeitiger Erhöhung des Flächengewichtes, da das Netzwerk der Papierfasern nicht beliebig viel TiO2 halten kann. Das Papier wird instabiler, die Reißfestigkeit nimmt ab.

Auch hier können durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Dekorpapier Vorteile erzielt werden. TiO2 kann als Farbe auf ein bestehendes Papier aufgedruckt werden. Dieser Aufdruck wird durch ein Überdrucken mit aliphatischer, polycarbonathaltiger anionischer Polyurethandispersion versiegelt. Durch das Aushärten der aliphatischen, polycarbonathaltigen anionischen Polyurethandispersion nach dem Drucken wird die Reißfestigkeit des Papiers erhöht. Bei gleichem Flächengewicht kann ein Papier produziert werden, dass eine höhere

Opazität hat und zugleich die oben skizzierten Vorteile aufweist. Besondere Vorteile ergeben sich ferner im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. einem erfindungsgemäßen Dekorpapier und dem Papierwachstum.

Insbesondere bei der Herstellung von Laminatfußboden ist das

Wachstum des Papiers während der Imprägnierung ein zentrales Thema. Die einzelnen Panellen müssen die erwartete Breite haben; Kacheln sollen quadratisch bleiben. Eine besondere Herausforderung stellt eine synchron zum Druckbild verpresste Porenstruktur dar. Dies wird gemäß dem Stand der Technik dadurch realisiert, dass das

Wachstum der Papierbahn auf Grund der Harzaufnahme empirisch ermittelt und dies in den Druckdaten berücksichtigt wird. Schwankungen in dem Wachstumsverhalten bedingt durch Schwankungen in der Papierfertigung führen zu erheblichem Ausschuss. Um ein symmetrisches Papierwachstum zu garantieren, muss Papier aus der Mitte der Papiermaschine entnommen werden, sodass diese nicht in der vollen Breite genutzt werden kann, da eine Papiermaschine auch doppelt so breit sein kann wie die weiterverarbeitenden Maschinen.

Auch hier können durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Dekorpapier Vorteile erzielt werden. Durch das Aufbringen einer geeigneten Menge der aliphatischen, polycarbonathaltigen anionischen Polyurethandispersion kann das Papierwachstum von aktuell 1 ,5 % auf nahezu 0 reduziert werden. Die nach dem Drucken ausgehärtete aliphatische, polycarbonathaltige anionische Polyurethandispersion fixiert die Papierbreite. Das Papier wächst wäh rend der Imprägnierung nicht mehr.

In der Regel wird die aliphatische, polycarbonathaltige anionische Polyurethandispersion auf der Druckseite aufgebracht. Wie die Anwendung „Planlage" beispielhaft zeigt, kann auch ein Aufbringen auf der Rückseite des Papiers vorteilhaft sein.