DE19916546C2 - Tintenstrahl-Aufnahmeschicht - Google Patents
Tintenstrahl-AufnahmeschichtInfo
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Description
Die Erfindung betrifft mittels Tintenstrahl-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.
Deckschicht-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. 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 Tintenstrahl-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.
Die US 5 395 690 beschreibt ein Dekorpapier, d. h. ein
mit Harz imprägniertes Papier mit einer anorganische
Füllstoffe enthaltenden Klebeschicht. Diese Druckschrift
schlägt jedoch nicht vor, die Bedruckung des Dekorpapiers
mit dem Tintenstrahldruckverfahren durchzuführen. Die
DE 196 04 693 A1 beschreibt ein Aufzeichnungsmaterial für
das Tintenstrahldruckverfahren, dessen
Tintenaufnahmeschicht ein ganz oder teilweise aus
Bentonit bestehendes Pigment und ein hydrophiles
Bindemittel enthält. Der Träger dieses
Aufzeichnungsmaterials ist jedoch kein Dekorrohpapier.
Die US 4 810 006 beschreibt ein flexibles primäres Gelege
in Form eines Blatts mit einer bedruckbaren Oberfläche
auf wenigstens einer Seite des Blatts zur
computergesteuerten Bedruckung mit Mustern, Grafiken,
Fotografien und Text. Es wird auch vorgeschlagen, diese
flexiblen, blattförmigen Gelege als Furniermaterialien
einzusetzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Dekorrohpapier derart auszurüsten, das es durch das Tinten
strahl-Druckverfahren bei guten Druckeigenschaften wie
geringer Farbverbrauch sowie guter Bildschärfe und hoher
Farbdichte bedruckbar ist.
Gelöst wird die Aufgabe durch den Gegenstand des
Anspruchs 1.
Die erfindungsgemäßen 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 Tintenstrahl-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 Sekunden nach Gurley, insbesondere 30 bis 40
Gurley Sekunden. Die Glätte dieses Rohpapiers beträgt
mindestens nach Bekk von 50 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 werde. 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.
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 nach Bekk von 33 Sekunden und eine Luftdurchlässigkeit
von 7 Sekunden nach Gurley.
Das erhaltene Rohpapier wurde mit einer
Tintenaufnahmeschicht beschichtet und mittels Tintenstrahl
Verfahren bedruckt.
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 nach Bekk von 35 Sekunden und eine
Luftdurchlässigkeit nach Gurley von 8 Sekunden.
Das erhaltene Dekorrohpapier wurde mit einer
Tintenaufnahmeschicht versehen und mittels Tintenstrahl
Verfahren bedruckt.
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 Deckschicht-Papier mit einem Flächengewicht von 28
g/m2 und einer Dicke von 32 µm gefertigt. Das Papier
hatte eine Luftdurchlässigkeit nach Gurley von < 5 Sekunden
(5-Blatt-Stapelmessung).
Das erhaltene Dekorrohpapier wurde mit einer
Tintenaufnahmeschicht versehen und mittels Tintenstrahl
Verfahren bedruckt.
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 nach Bekk von 30
Sekunden und mit einer Luftdurchlässigkeit nach Gurley von 7
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 Tintenstrahl
Verfahren bedruckt.
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 nach Bekk von 33 Sekunden und eine Luftdurchlässigkeit
nach Gurley von 10 Sekunden auf.
Das erhaltene Folienrohpapier wurde mit einer
Tintenaufnahmeschicht versehen und mittels Tintenstrahl
Verfahren bedruckt.
Als Vergleichsbeispiel V1 diente ein handelsübliches
Dekorrohpapier mit einem
Flächengewicht von 150 g/m2 und einer Dicke von 190 µm.
Das Papier hatte eine Glätte nach Bekk von 67 Sekunden und
eine Luftdurchlässigkeit nach Gurley von 22 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
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.
Die erfindungsgemäßen Paniere wurden mit einem
Tintenstrahldrucker HP Deskjet® 550C
farbig bedruckt. An den bedruckten Papieren
wurden die Farbdichten und die Bildschärfe geprüft. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Die Farbdichte wurde mit
einem Gretag Densitometer an den Farben Cyan, Magenta,
Gelb und Schwarz im Auflicht gemessen.
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.
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 (3)
1. Mit einer Tintenaufnahmeschicht versehenes
Dekorrohpapier, gekennzeichnet durch
- a) ein einseitig glattes vorimprägniertes Dekorrohpapier mit einer Luftdurchlässigkeit nach Gurley von 3 bis 20 Sekunden und einer Glätte von nicht höher als 50 Bekk Sekunden oder
- b) ein in einem Softkalander geglättetes Dekorrohpapier mit einer Luftdurchlässigkeit nach Gurley von 20 bis 40 Sekunden und einer Glätte von mindestens 50 Bekk Sekunden.
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 die Tintenaufnahmeschicht ein Pigment
enthält.
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