[0001] Die Erfindung betrifft einseitig pigmentgestrichene Dünnschichtfolien auf der Basis
von Vorimprägnaten.
[0002] Dekorfolien mit Finishoberfläche sind dekorative Oberflächenmaterialien für Span-
und MDF-Platten (mitteldichte Faserplatten) im Möbelbau. Diese Dekorfolien sind kunstharzgetränkte
oder kunstharzgetränkte und nachträglich oberflächenbehandelte, dekorativ bedruckte
oder unbedruckte Papierbahnen in einem unter Druck und Wärme nicht mehr reaktivierbaren
Zustand. Je nach Art des Tränkverfahrens wird zwischen duroplastischen Dekorfolien
mit durchimprägniertem Kern (off line-Verfahren) und Dekorfolien auf der Basis von
Vorimprägnaten (on line-Verfahren) unterschieden, auf denen anschließend eine Finish-Beschichtung
vorgenommen werden kann. Somit entsteht eine Dekorfolie, die eine fertige Oberfläche
besitzt.
[0003] Dekorfolien auf der Basis von Vorimprägnaten werden bereits innerhalb der Papiermaschine,
unmittelbar nach der Blattbildung, mit einem Harzgemisch in Abhängigkeit von der flächenbezogenen
Masse des Basispapiers mehr oder weniger tief getränkt. Nach der Trocknung muß das
Papier oder die Folie spaltfest sein, damit bei den nachfolgenden Verarbeitungsschritten
der Finish-Beschichtung und Kaschierung auf entsprechende Träger keine Fasertrennung
innerhalb der Dekorfolie eintritt.
[0004] Durch hohen Zusatz von Weißpigmenten oder Farbpigmenten zu der Papiermasse wird die
gewünschte Opazität, Färbung und gegebenenfalls auch Lichtechtheit dieser Vorimprägnate
erreicht.
[0005] Vorimprägnate oder Dekorfolien mit einer flächenbezogenen Masse zwischen 20 und 80
g/m
2 werden als Dünnschichtfolien bezeichnet. Diese Dünnschichtfolien zeichnen sich meist
durch eine gute Planlage und damit problemlose Kaschierbarkeit aus, während die Bedruckbarkeit
mit wässrigen oder lösungsmittelhaltigen Tiefdruckfarben aufgrund der begrenzten Glättbarkeit
durch den Kunstharzanteil nur mittleren Ansprüchen genügt.
[0006] Bekannt sind ferner nicht imprägnierte Dünnschichtfolien, sogenannte Japanpapiere,
mit flächenbezogenen Massen zwischen 20 und 50 g/m
2, die zunehmend als dekorative Oberflächenmaterialien eingesetzt werden.
[0007] Im Gegensatz zu Vorimprägnaten enthalten diese weißen oder gefärbten Papiere keine
oder nur geringe Pigmentanteile und besitzen dadurch im unbehandelten Zustand nur
eine geringe Opazität. Dadurch sind sie nur begrenzt in der Lage, die Oberfläche von
Span- und MDF-Platten ausreichend abzudecken. Diese Japanpapiere weisen eine sehr
gute innere Festigkeit und einseitige Glätte aus, die eine sehr gute Tiefbedruckbarkeit
und Lackierbarkeit ermöglichen. Dagegen neigen diese nicht mit Kunstharzen imprägnierten,
sondern lediglich oberflächig mit einem unpigmentierten Polymerfilm behandelten Japanpapiere
beim Kaschierprozeß unter Verwendung meist wäßriger Klebstoffe sehr stark zum Einrollen
an den Kanten. Im allgemein üblichen kontinuierlichen Verfahren mittels Rollenkaschier-Anlagen
ist deshalb deren Fixierung und Trocknung auf Span- oder MDF-Platten nur unter Schwierigkeiten
möglich. Die damit abgedeckten Platten lassen sich dann aber ebenso problemlos wie
bei der Verwendung von Vorimprägnaten bearbeiten, da das aufkaschierte Papier nur
einen kurzen Faserausriß zeigt.
[0008] Die GB-A-1 455 461 betrifft Dekorlaminate, die an der Oberfläche mit einem Pigmentstrich
versehen sind. Zur Herstellung der Oberflächen wird ein nicht imprägniertes Papier
mit einem Gemisch aus Pigment und wärmehärtbarem Harz beschichtet, das unter der Einwirkung
von Wärme und Druck mit anderen mit wärmehärtbarem Harz getränkten Papierlagen verpreßt
wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das einseitig mit Pigment versehene
Papier auf der anderen Seite mit einem wärmehärtbaren Harz beschichtet sein. Das Flächengewicht
des Papiers, auf das das Gemisch aus Pigment und wärmehärtbarem Harz aufgetragen wird,
beträgt 100 g/m
2.
[0009] Die DE-B-1 187 120 betrifft ein nachimprägniertes klassisches Dekorrohpapier ohne
einen Pigmentstrich, wobei das eingesetzte Rohpapier ein Flächengewicht von 150 g/m
2 aufweist.
[0010] Aufgabe der Erfindung war es deshalb, Dünnschichtfolien möglichst niedriger flächenbezogener
Masse bereitzustellen, die bei ausreichender Spaltfestigkeit eine gute Planlage und
eine gleich gute oder sogar schnellere Rollenkaschierbarkeit mit wäßrigen Klebstoffen
aufweisen, sich aber zusätzlich durch eine sehr gute Tiefbedruckbarkeit und Lackierbarkeit
auszeichnen.
[0011] Außerdem sollten die Dünnschichtfolien bei vergleichbarer flächenbezogener Masse
möglichst eine höhere Lichtechtheit und Opazität als übliche Japanpapiere und bessere
Festigkeiten als bekannte Vorimprägnate besitzen.
[0012] Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Dünnschichtfolie, die auf der Oberseite des
Papiers, der Druck- oder Lackierseite, einen Pigmentstrich aufweist und ausgehend
von der Unterseite, der Kaschierseite, mit einem Tränkharzharz imprägniert ist, wobei
das Verhältnis von Pigment zu Bindemittel im Pigmentstrich 1:0,05 bis 1:2,00, bezogen
auf den Feststoff, beträgt und die Harzaufnahme des Rohpapiers 5 bis 30 Gew.%, bezogen
auf das Rohpapiergewicht, beträgt.
[0013] Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Dünnschichtfolien werden Zellstoffasergemische
hoher Saugfähigkeit und Festigkeit, beispielsweise aus Eukalyptus-Zellstoff und Kiefernholzsulfat-Zellstoff,
eingesetzt. Eine Masseleimung ist nicht unbedingt erforderlich und das Zellstoffasergemisch
kann je nach gewünschtem Anwendungszweck Weißpigmente oder Farbpigmente enthalten.
[0014] Der auf der einen Seite der Dünnschichtfolie ausgebildete Pigmentstrich besitzt eine
Masse von 1 bis 8 g/m
2, beispielsweise 3, 5 oder 7 g/m
2. Das Verhältnis Pigment zu Bindemittel im Pigmentstrich kann in einer bevorzugten
Ausführungsform 0,05 bis 1 : 2 oder 1 : 0,08 bis 1 : 0,35, bezogen auf den Feststoffgehalt,
betragen.
[0015] Zur Herstellung des Pigmentstrichs werden Weißpigmente, wie Kaolin, Calciumcarbonat,
Aluminiumhydroxid, Talkum, Titandioxid oder Farbpigmente, wie Eisenoxidpigmente, Ruß,
Kupfer-, Aluminium, andere Metallpigmente oder organische Farbpigmente allein oder
im Gemisch eingesetzt gegebenenfalls unter Zusatz von Flüssigfarbstoffen. Der Pigmentstrich
kann natürliche oder synthetische Bindemittel, wie Stärke, Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose,
Polymerdispersionen auf der Basis von Acrylsäure, Acrylsäureester, Styrol, Butadien,
Vinylacetat oder Acrylnitril enthalten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält
der Pigmentstrich 1 bis 30 Gew.%, bezogen auf den Pigmentanteil, Melaminharz, Harnstoffharz,
Phenolharz oder Glyoxalharz. Übliche Vernetzungsmittel und Penetrationshilfsmittel
können im Pigmentstrich enthalten sein.
[0016] Der Pigmentstrich besitzt Barriereeigenschaften gegenüber wäßrigen oder lösungsmittelhaltigen
Substanzen, wie Lacken und Druckfarben. Um bei möglichst dünnen Pigmentstrichen eine
gute Glättbarkeit und damit ausreichende Barriereeigenschaften zu erzielen, sind plättchenförmige
Pigmente, wie Kaolin, Aluminiumhydroxid oder Talkum besonders bevorzugt.
[0017] Der Erniedrigung der flächenbezogenen Masse der erfindungsgemäßen einseitig pigmentgestrichenen
Dünnschichtfolien sind jedoch Grenzen im Hinblick auf die Festigkeit und Deckkraft
(Opazität) der Dekorfolie gesetzt. Einerseits kann zwar durch Zusatz opazitätssteigender,
lichtechter Weiß- oder Farbpigmente zur Faserstoffmasse die Opazität erhöht werden,
was aber gleichzeitig die Papierfestigkeit negativ beeinflußt. Der Zusatz von Trocken-
und Naßfestigkeitsmitteln kann diese negative Beeinflussung der Papierfestigkeit in
gewissem Maß vermindern. Andererseits ist es bei der Herstellung von gefärbten Papieren
durchaus möglich, teilweise oder vollständig diese Pigmente durch wäßrige Farbstoffe
geringerer Lichtechtheit zu ersetzen, da der Pigmentstrich den Nachteil einer geringeren
Lichtechtheit solcher gefärbten Papiere auszugleichen vermag. Durch den Zusatz von
beispielsweise anionischen oder kationischen Direktfarbstoffen zum Faserstoff wird
die gewünschte Färbung des Papiers ohne Festigkeitseinbuße erreicht, gleichzeitig
aber durch den einseitig ausgebildeten Pigmentstrich noch die Opazität und die Lichtechtheit
verbessert.
[0018] Zur Tränkung des Rohpapiers können wäßrige Polymerdispersionen auf der Basis der
oben genannten Monomeren und Melamin-, Harnstoff-, Phenol- oder Glyoxalharze sowie
deren Gemische mit Polymerdispersionen eingesetzt werden. Durch anteiligen Zusatz
von höchstens etwa zehn Gewichtsteilen (fest) Weißpigment zur Tränkflüssigkeit kann
die Opazität weißer Vorimprägnate noch gesteigert werden. Die Harzaufnahme kann 5
bis 30 Gew.%, bezogen auf das Rohpapiergewicht, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.% betragen.
[0019] Ferner können den Imprägniergemischen weitere Hilfsmittel, wie Benetzungsmittel,
Viskositätsregler, Antihaft- und Penetrationshilfsmittel, Pigmente, Farbstoffe und
Entschäumer zugesetzt werden.
[0020] Der Pigmentstrich kann vorzugsweise mittels der sogenannten Dünnstrichtechnologie
innerhalb der Papiermaschine auf das Rohpapier aufgebracht werden. Beschrieben ist
diese Verfahrensweise in Das Papier, 1991, Heft 10 A, S. V120-V124 sowie Wochenblatt
für Papierfabrikation, 1993, Heft 10, S.390-393 und 1994, Heft 17, S.671-676.
[0021] Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Dünnschichtfolien hat sich die sogenannte
Differential Coating-Fahrweise als besonders vorteilhaft erwiesen, die im "Wochenblatt
für Papierfabrikation (1992) Nr. 6, S.198-205" beschrieben ist. Bei Anwendung dieser
Auftragstechnologie wird einseitig ein dünner Pigmentstrich mittels der zuvor erwähnten
Dünnstrichtechnologie auf die Papierbahn aufgebracht und gleichzeitig erfolgt das
Imprägnieren von der anderen Papierseite im Walzennip (Sumpfausbildung).
[0022] Durch die Imprägnierung wird das Papiergefüge in Abhängigkeit von den späteren Verarbeitungsanforderungen
in seiner Elastizität oder Sprödigkeit/Planlage meßbar verändert. Außerdem zeichnet
sich die erfindungsgemäße Dekorfolie mit der imprägnierten Papierrückseite durch eine
schnelle und feste Verbindung mit der zu kaschierenden Span- oder MDF-Platte aus.
Dazu trägt auch die physikalisch-chemische Oberflächengestaltung der Dünnschichtfolie
wesentlich bei.
[0023] Die erfindungsgemäßen imprägnierten und oberflächenpigmentierten Dünnschichtfolien
können einseitig geglättet werden, wobei sich eine on line-Glättung mittels Soft-
oder Maschinenkalander zur Erhaltung der Opazität des Papiers als besonders vorteilhaft
erwiesen hat.
[0024] Die erfindungsgemäßen einseitig pigmentgestrichenen Dünnschichtfolien auf der Basis
von Vorimprägnaten besitzen eine ausreichend gute Planlage und Spaltfestigkeit sowie
auf der pigmentgestrichenen Seite sehr gute Bedruckbarkeit und Lackierbarkeit. Die
mit Kunstharzen imprägnierte Rückseite des Papiers ermöglicht eine schnelle und problemlose
Verleimung auf Faserstoffplatten.
[0025] Die erfindungsgemäße Dünnschichtfolie ist ebenfalls für andere Anwendungen geeignet,
bei denen Papierträger mit ausgezeichneter einseitiger Bedruckbarkeit bzw. Beschichtbarkeit
mit wäßrigen oder lösungsmittelhaltigen Medien erwünscht sind und außerdem sehr gute
Verklebbarkeit oder Kaschierbarkeit der Papierrückseite mit unterschiedlichen Untergrundmaterialien
gefordert wird. Als Beispiele seien Wandbekleidungen, Postermaterialien und spezielle
Abdeckpapiere für Verpackungen genannt.
[0026] Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Mengenangaben beziehen sich
auf den Feststoff oder Feststoffgehalt sofern anderes nicht angegeben ist.
Beispiel 1
[0027] Auf einer etwa 2,30 m breiten Papiermaschine mit einer Maschinengeschwindigkeit von
400 m/Min wurde ein hellbraun eingefärbtes Rohpapier von 45 g/m
2 mit einer Faserstoffzusammensetzung von 80 % Eukalyptus- und 20 % Kiefernsulfat-Zellstoff
ohne Masseleimung und mit einem Füllstoffeinsatz von 25 kg Titandioxid pro Tonne Faserstoff
hergestellt und auf einem Zweiwalzenauftragswerk (Filmpresse) unter Anwendung der
Differential Coating-Fahrweise einseitig mit einem Clay-Pigmentstrich hohen Bindemittelanteils
von 3 bis 4 g/m
2 versehen und auf der Rückseite mit einem Kunstharzgemisch aus Acrylatdispersion und
Harnstoffharz imprägniert. Die Harzaufnahme betrug etwa 10 %, bezogen auf das Rohpapiergewicht.
Das Papier wurde anschließend off line auf einem Technikums-Softkalander einseitig
auf der pigment-gestrichenen Seite geglättet. Die dadurch erzielten Eigenschaften
des erfindungsgemäßen Papiers sind den Papiereigenschaften herkömmlicher Japanfolien
und Vorimprägnate vergleichbarer flächenbezogener Masse und Färbung gegenübergestellt.
[0028] Die erfindungsgemäße einseitig pigmentgestrichene Dünnschichtfolie auf der Basis
von "Vorimprägnat" von 45 g/m
2 ergab im Labortest im Vergleich zu üblichen Möbelvorimprägnaten von 53 g/m
2 eine bessere Bedruckbarkeit im Tiefdruck sowie einen höheren Glanz nach erfolgter
Lackierung mit wäßrigem Acrylatlack (9 g/m
2 Lackauftrag) auf der pigmentierten Papieroberseite sowie eine schnelleres Wegschlagen
der wäßrigen Kaschierklebstoffe (auf Acrylat- oder Harnstoffbasis) auf der Papierrückseite
(s. auch Wasserabsorptions-Werte). Daraus läßt sich auf eine bessere Verklebbarkeit/Kaschierbarkeit
des erfindungsgemäßen Papiers mit der Faserplatte schließen. Die etwas schlechtere
Planlage dürfte sich nicht negativ beim Kaschierprozeß auswirken. Die Abdeckung der
Faserplatte ist dagegen aufgrund des geringeren Aschegehalts und der damit verbundenen
leicht geringeren Opazität etwas schlechter. Außerdem ist die Lichtechtheit schlechter.
[0029] Gegenüber herkömmlichen Japanfolien zeigt die erfindungsgemäße Dünnschichtfolie eine
leicht bessere Bedruckbarkeit im Tiefdruck, einen bedeutend besseren Lackstand und
ein schnelleres Wegschlagen des Klebstoffes auf der Papierrückseite (verbesserte Verklebbarkeit/Kaschierbarkeit).
[0030] Außerdem ist die Abdeckung der Faserplatte aufgrund der etwas höheren Opazität des
erfindungsgemäßen Papiers besser. Die Lichtechtheit ist gegenüber der herkömmlichen
Japanfolie aufgrund der Oberflächenpigmentierung leicht besser.
Beispiel 2
[0031] Es wurde analog Beispiel 1 ein weißes (gebleichtes) Rohpapier von 47 g/m
2 mit einer Faserstoffzusammensetzung von 80 % Eukalyptus- und 20 % Kiefernsulfat-Zellstoff
und mit einem Füllstoffeinsatz von 50 kg Titandioxid pro t Faserstoff auf der Papiermaschine
hergestellt und analog Beispiel 1 unter Anwendung der "Differential Coating"-Fahrweise
einseitig mit einem Pigmentstrich (Clay) versehen sowie auf der Rückseite imprägniert.
[0032] Das Papier wurde anschließend on line unter Verwendung eines Softkalanders geglättet.
Vergleichs beispiel
[0033] Analog Beispiel 1 und 2 wurde ein weißes (gebleichtes) Rohpapier von 80 g/m
2 mit einer Faserstoffzusammensetzung von 80 % Eukalyptus- und 20 % Kiefernsulfat-Zellstoff
und mit einem Füllstoffeinsatz von 250 kg Clay und 50 kg Talkum pro t Faserstoff auf
der Papiermaschine hergestellt. Im Gegensatz zu den Papieren gemäß Beispielen 1 und
2 wurde der Papierstoff in der Masse voll geleimt (Harzleimung), um die Penetration
der anschließend mittels "Differential Coating"-Fahrweise aufgebrachten Imprägnier-
bzw. Beschichtungsmassen in das Papiergefüge zu begrenzen.
[0034] Im Gegensatz zu den Beispielen 1 und 2 wurde die einseitige Pigmentbeschichtung der
Papierbahn mit einer Mischung aus Acrylat-Latex und Harnstoffharz im Verhältnis 70
: 30 (fest), der 20 % Titandioxid, bezogen auf die Gesamtmenge Latex/Harnstoffharz
(fest), zugesetzt wurden, vorgenommen.
[0035] Die Rückseite der Papierbahn wurde dagegen mit einer Latex/Kunstharzmischung analog
den Beispielen 1 und 2 teilimprägniert. Die Tränkharzaufnahme betrug dadurch nur 5
% des Rohpapiergewichtes.
[0036] Dieses als Druckbasispapier bezeichnete einseitig leicht pigmentierte Papier auf
der Basis von "Vorimprägnat" wurde der erfindungsgemäßen einseitig pigmentgestrichenen
und rückseitig imprägnierten Dünnschichtfolie analog Beispiel 2 sowie üblichen 45
g/m
2-Japanpapieren sowie Möbelvorimprägnaten von 53 g/m
2 vergleichend gegenübergestellt.
[0037] Wiederum erweist sich die erfindungsgemäße einseitig pigmentgestriche Dünnschichtfolie
auf der Basis von Vorimprägnat den anderen Papieren qualitativ hinsichtlich folgender
Eigenschaftsmerkmale überlegen:
- beste Bedruckbarkeit im Tiefdruck
- höchster Lackstand
- schnellstes Wegschlagen des Kaschierklebstoffes auf der Papierrückseite, d. h. beste
Verklebbarkeit/Kaschierbarkeit mit anderen Materialien.
[0038] Dagegen fallen Opazität und Lichtechtheit gegenüber üblichen Vorimprägnaten und dem
Druckbasispapier schlechter aus.
[0039] Dabei muß bezüglich Opazität auf den Einfluß der höheren flächenbezogenen Masse von
Druckbasispapier verwiesen werden.
[0040] Damit verbindet die erfindungsgemäße Dünnschichtfolie sowohl die positiven Eigenschaften
herkömmlicher Vorimprägnate und als auch diejenigen der Japanpapiere.
Beispiel 4
[0041] Entsprechend Beispiel 1 wurde ein hellbraun eingefärbtes Rohpapier mit einem Flächengewicht
von etwa 45 g/m
2 hergestellt, wobei die Färbung nicht mit einem Flüssigfarbstoff sondern durch Eisenoxidpigmente
erfolgte.
[0042] Im Gegensatz zu den Beispielen 1 bis 3 wurde die einseitige Pigmentbeschichtung der
Papierbahn mit einer Mischung von Styrol/Butadien-Latex und Harnstoffharz im Verhältnis
25:75, auf den Feststoffgehalt bezogen, der die doppelte Menge an Clay (fest), bezogen
auf die Gesamtmenge Latex/Harnstoff (fest) zugesetzt wurde, vorgenommen.
[0043] Die Rückseite der Papierbahn wurde dagegen mit der gleichen Latex/Kunstharzmischung
imprägniert wie in den Beispielen 1 bis 3. Die Tränkharzaufnahme betrug 30% des Rohpapiergewichts.
[0044] Im Vergleich zu den gemäß Beispielen 1 und 2 hergestellten Papieren zeichnete sich
das Papier durch eine höhere Lichtechtheit (Note 3-4), höhere Opazität (93%) und höhere
Sprödigkeit mit einem um etwa 30% niedrigeren Durchreißfaktor aus.
Beispiel 5
[0045] Es wurde entsprechend Beispiel 4 ein gefärbtes Rohpapier eines Flächengewichts von
etwa 45 g/m
2 hergestellt. Im Gegensatz zu Beispiel 4 wurde jedoch die einseitige Pigmentbeschichtung
der Papierbahn mit einer Mischung von Acryl-Latex und Harnstoffharz im Verhältnis
90:10 (fest), der die etwa doppelte Menge an Clay (fest) zugesetzt wurde, durchgeführt.
Die Rückseite der Papierbahn wurde mit der gleichen Latex/Kunstharzmischung wie in
den Beispielen 1 und 2 imprägniert.
[0046] Die Tränkharzaufnahme betrug etwa 10% des Rohpapiergewichts.
[0047] Im Vergleich zu den gemäß Beispielen 1, 2 und 4 hergestellten Papieren weist das
Produkt eine leicht bessere Bedruck- und Lackierbarkeit und höhere Elastizität auf.
