DE19916546A1 - Dekorrohpapier mit Ink-Jet-Tintenaufnahmeschicht - Google Patents

Dekorrohpapier mit Ink-Jet-Tintenaufnahmeschicht

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Abstract

Ein Dekorrohpapier oder ein vorimprägniertes Dekorrohpapier ist zur Bedruckung nach dem Ink-Jet-Verfahren mit einer Tintenabsorptionsschicht ausgerüstet.

Description

Die Erfindung betrifft mittels Ink-Jet-Verfahren bedruckbare Dekorrohpapiere oder vorimprägnierte Dekorrohpapiere für dekorative Beschichtungswerkstoffe, insbesondere ein Folienbasispapier und ein Druckbasispapier.
Dekorrohpapiere werden zur Herstellung von dekorativen Schichtpreßstoffen, Dekorfolien und Vorimprägnaten benötigt. Dekorative Beschichtungswerkstoffe werden zur Oberflächenbeschichtung bei der Möbelherstellung und im Innenausbau verwendet.
Dekorrohpapiere werden für die unterschiedlichen Anwendungsgebiete in verschiedenen Flächengewichten benötigt. Kanten-Dekorrohpapiere haben ein mittleres Flächengewicht von 200 g/m2. Das Flächengewicht von Dekorrohpapieren für die Flächenveredelung liegt demgegenüber im Bereich von 20 bis 200 g/m2.
Overlay-Papiere werden mit einem Flächengewicht von 15 bis 40 g/m2 benötigt. Sie dienen als Deckmaterial bei kombinierten Laminaten aus Overlay-Papier, Dekorpapier, Barrierepapier und Faserplatte.
Herkömmliche Folienrohpapiere oder Vorimprägnate werden mit dem gewünschten Muster bedruckt, mit einem Acrylat/Harnstoffpolymer imprägniert und anschließend mit einer Unterlage verklebt. Das Aufbringen des Druckmusters erfolgt im Tiefdruckverfahren. Dadurch kommt es zu einem hohen Farbverbrauch und oftmals zu einer mangelhaften Bildschärfe durch fehlende Bildpunkte (missing dots). Die Herstellung geringer Mengen des bedruckten Materials ist sehr aufwendig und teuer.
Bei einem Vorimprägnat erfolgt eine Imprägnierung des Dekorrohpapiers bereits bei der Herstellung in der Papiermaschine. Nach dem Bedrucken wird die bedruckte Oberfläche lackiert und die Rückseite des Vorimprägnats mit einer Unterlage verklebt. Das Vorimprägnat hat ein Flächengewicht von 20 bis 100 g/m2.
Eine spezielle Form des Folienrohpapiers ist das in der DE 195 03 745 C1 beschriebene Folienrohpapier, das bevorzugt zur Beschichtung von Spielbrettern eingesetzt wird.
Das Ink-Jet-Druckverfahren ist seit Anfang der achtziger Jahre bekannt. Obwohl fotoähnliche Drucke mit dieser Technologie seit Ende der achtziger Jahre möglich sind, wird zur Bedruckung von Dekorrohpapieren nach wie vor das eingangs erwähnte Tiefdruckverfahren eingesetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dekorrohpapier derart auszurüsten, das es durch das Ink- Jet-Druckverfahren bei guten Druckeigenschaften wie geringer Farbverbrauch sowie guter Bildschärfe und hoher Farbdichte bedruckbar ist.
Gelöst wird die Aufgabe durch Beschichtungswerkstoffe auf der Basis von Dekorrohpapieren, auf denen eine Tintenaufnahmeschicht ausgebildet ist. Solche Beschichtungswerkstoffe auf der Basis von Dekorrohpapieren sind insbesondere Folienbasispapiere oder Druckbasispapiere. Erfindungsgemäße Folienbasispapiere sind also vorimprägnierte Dekorrohpapiere mit einer Tintenaufnahmeschicht.
Erfindungsgemäße Druckbasispapiere sind nicht imprägnierte Dekorrohpapiere mit einer Tintenaufnahmeschicht.
Dekorrohpapiere unterscheiden sich in ihren Eigenschaften grundlegend von normalen Ink-Jet-Papieren, die zur Herstellung von Farbdrucken, Graphiken und fotoähnlichen Ausdrucken verwendet werden. Diese Papiere besitzen eine geschlossene Oberfläche, die durch eine Kunstharz- oder Gießbeschichtung erzielt wird. Nach dem Auftragen der Tintenaufnahmeschicht besteht eine klare Trennung zwischen Träger und Beschichtung.
Dekorrohpapiere weisen demgegenüber eine offene Oberfläche auf, damit das Dekorrohpapier mit dem Imprägnierharz schnell und gleichmäßig durchtränkt werden kann. Herkömmliche Dekorrohpapiere sind deshalb für die Beschichtung mit Tintenaufnahmeschichten nicht geeignet, weil die Ausbildung einer gleichmäßig dicken Tintenaufnahmeschicht auf der Oberfläche eines Dekorrohpapiers unmöglich ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Dekorrohpapier ein einseitig glattes Dekorrohpapier, das vor dem Bedrucken vorimprägniert und auf der glatten Seite mit einer Tintenaufnahmeschicht beschichtet wird. Das einseitig glatte Dekorrohpapier wird vorzugsweise auf einer Yankee-Papiermaschine hergestellt, wobei die Langsiebseite der Papierbahn mit Hilfe eines beheizten Zylinders geglättet wird. Durch die lange Kontaktzeit des Papiers mit dem Zylinder kann eine gegen Feuchte resistente glatte Oberfläche erzeugt werden. Die Vorimprägnierung findet in der Papiermaschine statt, wobei die Menge des Imprägniermittels von 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Papiermasse, betragen kann.
Die erfindungsgemäß verwendeten Dekorrohpapiere gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind in einem Soft-Kalander geglättete Dekorrohpapiere. Die Tintenaufnahmeschicht wird auf einer geglätteten Seite aufgetragen.
Geeignete Imprägniermittel sind die üblicherweise auf diesem technischen Gebiet eingesetzten Tränkharze, insbesondere Melamin-Formaldehyd-Harz, Harnstoff- Formaldehyd-Harz, Phenol-Formaldehyd-Harz, Harnsäure- Acrylsäureester-Copolymer oder Polyvinylalkohol.
Um eine ausreichende Harzaufnahme zu erreichen und gleichzeitig ein Absinken der Tintenaufnahmeschicht in das Papier zu verhindern, muß die Luftdurchlässigkeit des einseitig glatten Dekorrohpapiers nach Gurley 3 bis 20 Sekunden betragen. Die Glätte nach Bekk darf nicht höher als 50 Bekk Sekunden sein. Die Luftdurchlässigkeit eines mit einem Soft-Kalander geglätteten Dekorrohpapiers beträgt 20 bis 40 Gurley Sekunden, insbesondere 30 bis 40 Gurley Sekunden. Die Glätte dieses Rohpapiers beträgt mindestens 50 Bekk Sekunden.
Das Flächengewicht des erfindungsgemäßen Dekorrohpapiers liegt im Bereich von 15 bis 400 g/m2 und beträgt beispielsweise 15 bis 40 g/m2 oder 20 bis 200 g/m2. Die Flächengewichte werden in Abhängigkeit vom besonderen Verwendungszweck gewählt.
Zur Herstellung dieser unterschiedlichen Dekorrohpapiere können Nadelholz-Zellstoffe (Langfaser-Zellstoffe) oder Laubholz-Zellstoffe (Kurzfaser-Zellstoffe) verwendet werden. Bevorzugt wird eine Mischung aus Nadelholz- /Laubholz-Zellstoffen im Verhältnis 10 : 90 bis 90 : 10. Besonders bevorzugt wird eine Mischung aus Nadelholz- /Laubholz-Zellstoffen im Verhältnis 30 : 70 bis 70 : 30. Der Zellstoff kann einen Mahlgrad von 20° bis 60° SR nach Schopper-Riegler aufweisen. Zur Erzielung einer hohen Opazität kann ein Pigment wie Titandioxid oder Calciumcarbonat zugegeben. Der Anteil des Pigments, bezogen auf das Gewicht des Zellstoffs, kann 10 bis 40 Gew.-% betragen.
Zu der Zellstoffsuspension, die zur Herstellung des Dekorrohpapiers verwendet wird, können außerdem Naßfestmittel wie Polyamid/Polyamin-Epichlorhydrin-Harz, kationische Polyacrylate, modifiziertes Melamin- Formaldehyd-Harz oder kationisierte Stärken zugegeben werden. Ebenso ist die Zugabe von Retentionshilfsmitteln und Farbstoffen möglich.
Die Blattbildung kann auf Yankee-Papiermaschinen oder Foudrinier-Papiermaschinen erfolgen.
Für die Tintenaufnahmeschicht können alle bekannten Empfangsschichten eingesetzt werden. Hierbei handelt es sich meistens um hydrophile Beschichtungen, die wasserlösliche oder wasserdispergierbare Polymere enthalten, beispielsweise Polyvinylalkohol, kationischer Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylacetat, Stärke, Gelatine, Kasein oder Carboxymethylcellulose. Die Tintenaufnahmeschicht kann zusätzlich Pigmente und kationische Substanzen zur Fixierung der Tintenfarbstoffe enthalten. Erfindungsgemäß geeignete Tintenaufnahmeschichten werden in den deutschen Patenten 43 22 179 und 43 22 178 und in den deutschen Patentanmeldungen 196 04 693 und 196 18 607 beschrieben, auf deren Offenbarung hier Bezug genommen wird. Pigmenthaltige Tintenaufnahmeschichten werden bevorzugt.
Das Auftragsgewicht der Tintenaufnahmeschicht beträgt 2 bis 20 g/m2, insbesondere 5 bis 15 g/m2. Die Tintenaufnahmeschicht kann mit den üblichen Auftragsverfahren wie Walzenauftrag-, Gravur- oder Nipp- Verfahren und Luftbürsten- oder Rollrakeldosierung aufgetragen werden.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.
Beispiel 1
Eine Mischung aus 90 Gew.-% Laubholzsulfat-Zellstoff und 10 Gew.-% Nadelholzsulfat-Zellstoff wurde bei einer Stoffdichte von 4% bis zu einem Mahlgrad von 42° SR gemahlen. Anschließend erfolgte die Zugabe von 5 Gew.-% Melamin-Formaldehyd-Harz und 15 Gew.-% Titandioxid (Rutil- Form) (Gewichtsangaben der Zusätze beziehen sich auf den Zellstoff). Aus dieser Mischung wurde ein Kanten- Dekorrohpapier mit einem Flächengewicht von 200 g/m2 und einer Dicke von 300 µm gefertigt. Das Papier hatte eine Glätte von 33 Bekk Sekunden und eine Luftdurchlässigkeit von 7 Gurley Sekunden.
Das erhaltene Rohpapier wurde mit einer Tintenaufnahmeschicht beschichtet und mittels Ink-Jet- Verfahren bedruckt.
Beispiel 2
Eine Mischung aus 70 Gew.-% Laubholzsulfat-Zellstoff und 30 Gew.-% Nadelholzsulfat-Zellstoff wurde bei einer Stoffdichte von 4% bis zu einem Mahlgrad von 42° SR gemahlen. Anschließend erfolgte die Zugabe von 5 Gew.-% Polyamid/Polyamin-Epichlorhydrin-Harz und 25 Gew.-% Titandioxid (Rutil-Form) (Gewichtsangaben der Zusätze beziehen sich auf den Zellstoff).
Aus dieser Mischung wurde ein Dekorrohpapier zur Flächenveredelung mit einem Flächengewicht von 100 g/m2 und einer Dicke von 120 µm gefertigt. Das Papier hatte eine Glätte von 35 Bekk Sekunden und eine Luftdurchlässigkeit von 8 Gurley Sekunden.
Das erhaltene Dekorrohpapier wurde mit einer Tintenaufnahmeschicht versehen und mittels Ink-Jet- Verfahren bedruckt.
Beispiel 3
Eine Mischung aus 20 Gew.-% Laubholzsulfat-Zellstoff und 80 Gew.-% Nadelholzsulfat-Zellstoff wurde bei einer Stoffdichte von 4% bis zu einem Mahlgrad von 45° SR gemahlen. Anschließend erfolgte die Zugabe von 4 Gew.-% Polyamid/Polyamin-Epichlorhydrin-Harz, 15 Gew.-% Al2O3 und 0,2 Gew.-% eines Natriumsalzes einer Polycarbonsäure als Retentionshilfsmittels (Gewichtsangaben der Zusätze beziehen sich auf den Zellstoff). Aus dieser Mischung wurde ein Overlay-Papier mit einem Flächengewicht von 28 g/m2 und einer Dicke von 32 µm gefertigt. Das Papier hatte eine Luftdurchlässigkeit von < 5 Gurley-Sekunden (5-Blatt-Stapelmessung).
Das erhaltene Dekorrohpapier wurde mit einer Tintenaufnahmeschicht versehen und mittels Ink-Jet- Verfahren bedruckt.
Beispiel 4
Eine Mischung aus 50 Gew.-% Laubholzsulfat-Zellstoff und 50 Gew.-% Nadelholzsulfat-Zellstoff wurde bei einer Stoffdichte von 4% bis zu einem Mahlgrad von 42° SR gemahlen. Anschließend erfolgte die Zugabe von 5 Gew.-% Polyamid/Polyamin-Epichlorhydrin-Harz und 20 Gew.-% Titandioxid (Rutil-Form) (Gewichtsangaben der Zusätze beziehen sich auf den Zellstoff). Aus dieser Mischung wurde mit Hilfe einer Yankee-Papiermaschine ein einseitig glattes Dekorrohpapier mit einer Glätte von 30 Bekk Sekunden und mit einer Luftdurchlässigkeit von 7 Gurley Sekunden hergestellt. Anschließend wurde daraus durch Imprägnierung mit einem Harnstoffacrylat ein Vorimprägnat mit einem Flächengewicht von 80 g/m2 und einer Dicke von 80 µm gefertigt. Das Auftragsgewicht des Imprägnierungsmittels betrug 20 g/m2.
Das erhaltene Vorimprägnat wurde mit einer Tintenaufnahmeschicht versehen und mittels Ink-Jet- Verfahren bedruckt.
Beispiel 5
Eine Mischung aus 50 Gew.-% Laubholz-Sulfatzellstoff und 50 Gew.-% Nadelholz-Sulfatzellstoff wurde bei einer Stoffdichte von 4% bis zu einem Mahlgrad von 50°SR gemahlen. Der Zellstoffsuspension wurden 30 Gew.-% CaCO3, 0,60 Gew.-% kationische Stärke, 0,10 Gew.-% kationisches Polyacrylamid, 0,25 Gew.-% Polyamid/Polyamin- Epichlorhydrin-Harz und 0,30 Gew.-% Alkylketendimer (Mengenangaben bezogen auf den Zellstoff) zugesetzt und daraus ein 100 g/m2 schweres Rohpapier gefertigt, das anschließend mit oxidierter Stärke mit einem Auftragsgewicht von 1 g/m2 beschichtet wurde (sogenanntes Folienrohpapier). Das unbeschichtete Rohpapier wies eine Glätte von 33 Bekk Sekunden und eine Luftdurchlässigkeit von 10 Gurley Sekunden auf.
Das erhaltene Folienrohpapier wurde mit einer Tintenaufnahmeschicht versehen und mittels Ink-Jet- Verfahren bedruckt.
Vergleichsbeispiel V1
Als Vergleichsbeispiel V1 diente ein handelsübliches Dekorrohpapier der Technocell® Dekor GmbH mit einem Flächengewicht von 150 g/m2 und einer Dicke von 190 µm. Das Papier hatte eine Glätte von 67 Bekk Sekunden und eine Luftdurchlässigkeit von 22 Gurley Sekunden. Das Papier wurde im herkömmlichen Tiefdruckverfahren bedruckt.
Die in den Beispielen eingesetzte Tintenaufnahmeschicht hat folgende Zusammensetzung:
Polyvinylalkohol, 20%ige wäßrige Lösung 33 Gew.-Teile
Polyacrylamid, 20%ige wäßrige Lösung 9 Gew.-Teile
Acrylsäureester-Polymer, 20%ige Dispersion 10 Gew.-Teile
Amorphes Siliciumdioxid, 20%ige Dispersion 48 Gew.-Teile
Die Beschichtung der Papiere erfolgte mittels Rakeldosierung. Die Auftragsgewichte sind in Tabelle 1 aufgeführt und beziehen sich auf die getrocknete Schicht.
Tabelle 1
Die erfindungsgemäßen Papiere wurden mit einem Tintenstrahldrucker HP Deskjet® 550C der Firma Hewlett Packard farbig bedruckt. An den bedruckten Papieren wurden die Farbdichten und die Bildschärfe geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Bestimmung der Farbdichte - Die Farbdichte wurde mit einem Gretag Densitometer an den Farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz im Auflicht gemessen.
Bestimmung der Bildschärfe - Die Ermittlung der Bildschärfe erfolgte mittels Bildverarbeitung. Das Muster wurde mit einer CCD-Kamera eingelesen und die Unschärfe an den Farbrändern mit einer idealen Gerade verglichen. Die Abweichung wird als Zahlenwert von 0,00 bis 1,00 (sehr gut bis sehr schlecht) angegeben,
Tabelle 2
Die Ergebnisse der Prüfungen zeigen, daß mit dem erfindungsgemäßen Dekorpapier Drucke mit einer guten Bildschärfe und hoher Farbdichte erzielt werden können. Entgegen der Vermutung sind bei einem nächsten Verarbeitungsschritt, nämlich der Überlackierung der bedruckten Dekorpapiere, keine Haftungsprobleme aufgetreten. Auch die Trocknungszeit der Tinte bei der Bedruckung eines Vorimprägnats wird nicht beeinträchtigt.

Claims (9)

1. Dekorrohpapier für dekorative Beschichtungswerkstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Tintenaufnahmeschicht enthält.
2. Dekorrohpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit Melamin-Formaldehyd-Harz, Harnsäure-Formaldehyd-Harz oder Phenol-Formaldehyd-Harz, Harnsäure-Acrylsäureester-Copolymer oder Polyvinylalkohol vorimprägniert ist.
3. Dekorrohpapier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein einseitig glattes Dekorrohpapier ist.
4. Dekorrohpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein in einem Soft-Kalander geglättetes Dekorrohpapier ist.
5. Dekorrohpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdurchlässigkeit des Dekorrohpapiers 3 bis 20 Gurley Sekunden beträgt.
6. Dekorrohpapier nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdurchlässigkeit des Dekorrohpapiers 20 bis 40, insbesondere 30 bis 40 Gurley Sekunden beträgt.
7. Dekorrohpapier nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glätte 50 Bekk Sekunden nicht übersteigt.
8. Dekorrohpapier nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Glätte mindestens 50 Bekk Sekunden beträgt.
9. Dekorrohpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenaufnahmeschicht ein Pigment enthält.
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