ДЕКОРИРУЮЩАЯ БУМАГА ДЛЯ ЛАМИНАТА Российский патент 2020 года по МПК D21H27/18 D21H17/67 D21H19/38 D21H21/28 D21H27/22 B32B29/00 

Настоящее изобретение относится к области декорирующей бумаги.

В частности, изобретение относится к декорирующей бумаге, подходящей для струйной печати, к способу получения указанной бумаги и ламинату, содержащему указанную бумагу.

Декоративные ламинированные панели (также называемые «ламинатом») используют уже многие годы в качестве материалов для домашней отделки, а также для коммерческих и промышленных строений. Типовыми способами применения указанных ламинатов являются, помимо прочего, напольные покрытия, в частности, имитирующие паркет, покрытия для мебели, поверхности столов, рабочие поверхности и стулья.

Выделяют два основных типа декоративного «ламината»: так называемые типы высокого давления (ЛВД или «ламинат высокого давления») и так называемые типы низкого давления (ЛНД или «ламинат низкого давления»).

Декоративный ламинат ЛВД получают из основы, изготовленной из листов, пропитанных смолой. Указанные листы, как правило, получают из крафт-бумаги и пропитывают термореактивной смолой, чаще всего фенольной смолой. После пропитки листов смолой их сушат, нарезают и укладывают друг на друга. Количество слоев в стопке зависит от применения и составляет от 3 до 9, но может быть и более высоким. Затем на стопку листов, составляющих основу, помещают декорирующую бумагу. Она, как правило, представляет собой лист бумаги с напечатанным рисунком или окрашенный лист бумаги или лист бумаги, содержащий декорирующие частицы, пропитанный термореактивной смолой, выбранной из меламиноформальдегидных, мочевиноформальдегидных, бензогуанаминоформальдегидных или ненасыщенных полиэфирных смол, или другой смолой, в частности, эпоксидной или полиуретановой.

В общем случае, защитный лист, называемый «наружным слоем», не имеющий рисунка и прозрачный в конечном ламинате, помещают поверх декорирующей бумаги для улучшения износостойкости ламината. Затем стопку пропитанных листов помещают в ламинирующий пресс, плиты которого покрыты металлическим листом, придающим поверхности ламината желаемые свойства. Затем стопку уплотняют путем нагревания при температуре порядка 110°С-170°С и прессования под давлением порядка 5,5 МПа - 11 МПа, в течение периода от примерно 25 до 60 минут для получения однородной структуры.

Затем полученный материал фиксируют на подложке-основе, например, приклеивают к стружечной плите, в частности, к древесно-стружечной плите.

Ламинат высокого давления также может быть получен без пропитки в рамках так называемого «сухого способа», который включает использование декорирующей бумаги, не пропитанной термореактивной смолой, в общем случае, расположенной между размещаемым под ней изолирующим слоем, пропитанным смолой, и помещаемым сверху защитным наружным слоем, также пропитанным смолой. Известны варианты, в которых наружный слой помещают не сверху, а снизу. Декорирующая бумага пропитывается смолой при приложении давления к стопке разных листов за счет диффузии смолы из изоляционного и наружного листов бумаги, которые находятся в контакте с декорирующей бумагой или рядом с ней.

Так называемый ламинат низкого давления (ЛНД) получают с использованием только декорирующей бумаги, пропитанной термореактивной смолой, и возможно наружного листа, которые ламинируют непосредственно на подложке-основе во время короткого цикла при температуре порядка 160-200°С под давлением от 1,25 до 3 МПа.

Помимо способов высокого давления и низкого давления известен способ непрерывного ламинирования, называемый CPL (получают ламинат непрерывного давления), который похож на способ высокого давления, но в котором вместо предварительно нарезанных листов применяют пропитанную бумагу, подаваемую с катушек.

Декорирующая бумага, применяемая для получения ламината, в общем случае, представляет собой лист бумаги, полученный на бумагоделательной машине. Декорирующую бумагу, как правило, применяют для придания эстетичного внешнего вида ламинированной подложке, на которую ее помещают. Благодаря своей непрозрачности она маскирует подложку (то есть, плиту в ламинатах низкого давления или основу из листов, пропитанных фенольной смолой в ламинатах высокого давления) и придает окраску, если она представляет собой обычную бумагу, или рисунок, если она представляет собой бумагу с напечатанным рисунком.

Такой напечатанный декоративный рисунок, обычно имитирующий внешний вид природного материала, такого как древесина или мрамор, имеет различные формы, удовлетворяющие различным требованиям при изготовлении. Указанное увеличение разнообразия означает, что существует большое количество рисунков, и объем производства каждого типа рисунков уменьшается.

Указанные тенденции к изготовлению декора на заказ и мелкосерийному производству создают трудности для производителей декорирующей бумаги. При крупномасштабном получении рисунков способы печати, такие как ротогравюра, обладают преимуществами печати с высокой скоростью, что позволяет использовать машины для механического нанесения, в которых для печати рисунков используют относительно дорогостоящие гравированные формные цилиндры, предназначенные для нанесения одного рисунка. Из-за этого указанные способы печати являются экономически нецелесообразными для небольших партий.

Среди способов печати, которые являются достаточно универсальными, чтобы по требованию отпечатывать небольшие количества декорирующей бумаги, струйная печать является крайне перспективным способом, так как машинное управление позволяет быстро менять один рисунок на другой.

Тем не менее, при разработке декорирующей бумаги для струйной печати производители сталкиваются со значительными трудностями, связанными с получением ламината.

В традиционном способе получения ламината в первую очередь печатают декорирующую бумагу, затем пропитывают ее смолой и, наконец, проводят горячее прессование на подложке под высоким или низким давлением. Для пропитки требуется декорирующая бумага с высокой влагостойкостью, чтобы сохранять достаточную прочность после полного погружения в смолу, которая предпочтительно имеет водную основу, а также способность полной пропитки или по меньшей мере полного обволакивания смолой в максимально короткое время. Характеристики, способствующие пропитке, в общем случае, обеспечиваются при использовании декорирующей бумаги с крайне высокой проницаемостью для воздуха и внешней смолы.

Способ струйной печати основан на принципе фиксации чернил на поверхности основы, на которую наносят печать; таким образом, для высококачественной четкой печати необходимо контролировать абсорбцию чернил в основе. Таким образом, бумага, обычно используемая в струйной печати, но не для изготовления ламината, а в цветной печати, графике или фотопечати, имеет уплотненную поверхность, образуемую слоем синтетической смолы или слоем покрытия. Такая бумага, таким образом, не подходит для ламината, поскольку она не может быть в достаточной степени пропитана термореактивной смолой. Аналогично, так как указанная бумага не относится к декорирующей бумаге, она не подходит для способа ламинирования без пропитки (сухой способ) из-за отклеивания различных слоев, которое происходит во время исследований стойкости к пару и погружению в воду, поскольку диффузия смолы через уплотненную поверхность указанной бумаги затруднена, в результате чего образуется плохо склеенный ламинат.

Также очевидно, что стандартная декорирующая бумага, используемая в ротогравюре, не подходит для струйной печати, так как чернила не могут удерживаться на поверхности бумаги из-за ее высокой пористости, которая необходима для быстрой равномерной пропитки смолой.

Декорирующая бумага, усовершенствованная при помощи краскоприемного покрытия, содержащего частицы, фиксирующие чернила, и связующий материал, были описаны ранее, в частности, в Европейских патентах ЕР 1749134 и ЕР 1044822.

В Европейском патенте ЕР 1044822 описано применение традиционных способов нанесения краскоприемного слоя, которое может обеспечивать значительное снижение пропитки бумаги смолой за счет предварительной пропитки бумажной основы и наличия краскоприемного слоя.

В патенте EPI 749134 продемонстрировано увеличение времени пропитки смолой для стороны с нанесенным покрытием.

Частицы, фиксирующие чернила, как правило, представляют собой диоксид кремния с высокой удельной площадью поверхности.

Указанные диоксиды кремния обычно приводят к уплотнению декорирующей бумаги, снижению пористости и воздухопроницаемости и пропитки смолой.

Чем выше количество связующего материала в наносимом слое, тем лучше указанные диоксиды кремния удерживаются на бумажной основе, но воздухопроницаемость и скорость абсорбции смолы бумагой уменьшаются при увеличении количества связующего материала, и также снижается скорость пропитки.

Для сохранения свойств быстрой пропитки декорирующей бумаги можно уменьшать количество связующего материала, но при этом частицы, фиксирующие чернила, удерживаются значительно хуже, что приводит к проблемам запыления и засорения изделий, полученных с использованием такой бумаги.

Кроме того, в бумажной основе декорирующей бумаги обычно содержится непрозрачный пигмент с относительно высоким показателем преломления, такой как диоксид титана. По этой причине, при проникновении частиц чернил в основу во время печати, а также из-за близости непрозрачного пигмента, может возникать нежелательное помутнение, связанное с рассеянием света непрозрачным пигментом. Это особенно касается струйной печати, при которой чернила являются крайне текучими, а частицы пигмента являются очень мелкими, что способствует проникновению чернил в бумагу.

В публикации WO 2006/076725 А2 описана декорирующая бумага, которую можно применять для получения ламината, содержащая нагретую смесь пигмента с высоким показателем преломления и дегидроксилированного каолина, где дегидроксилированный каолин содержит метакаолин или полностью прокаленный каолин. Указанную смесь добавляют в массу бумажной основы, что позволяет снижать количество пигмента с высоким показателем преломления, такого как диоксид титана, который вводят в бумажную основу, но при этом сохранять свойства декорирующей бумаги, такие как уровень непрозрачности и белизна.

В публикации WO 2016/175824 А1 описана декорирующая бумага, на которую не наносят покрытие, и, в частности, в которую не добавляют внешний связующий материал.

В патенте США US 8153211 описана декорирующая бумага, содержащая краскоприемный слой, который является окрашенным, в результате чего бумага имеет такую же окраску, что и уложенные в стопку листы, которые не содержат краскоприемный слой, для снижения количества пигмента в бумажной основе.

В Европейском патенте ЕР 1749134 заявлен способ нанесения покрытия для получения декорирующей бумаги, которая может быть отпечатана способом струйной печати в отсутствие какого-либо значительного ухудшения свойств пропитки. Тем не менее, по сравнению с традиционными способами нанесение покрытия усложняется, и, в частности, его необходимо проводить автономно.

В Европейском патенте ЕР 2828092 описана декорирующая бумага, содержащая краскоприемный слой, наносимый в количестве от 10 до 30 г/м², где по существу весь наполнитель, представляющий собой непрозрачный пигмент, содержится в краскоприемном слое для исключения необходимости введения непрозрачного пигмента в бумажную основу.

В заявке на патент США US 2016/0009114 А1 описана декорирующая бумага, содержащая бумажную основу и краскоприемный слой, содержащий пигмент, выбранный из оксидов алюминия, гидроксидов алюминия, бемита и диоксидов кремния.

В заявке WO 2014/068502 описана декорирующая бумага с низкой непрозрачностью, содержащая порошковый наполнитель, распределенный по всей ее толщине, выбранный благодаря свойствам абсорбции масла. Указанную декорирующую бумагу вследствие ее низкой непрозрачности необходимо размещать внутри ламината на листе с непрозрачным фоном. В настоящее время в некоторых способах применения предпочтительно следует избегать использования указанного листа, создающего фон, так как это усложняет способ изготовления и увеличивает затраты.

В заявке WO 2016/066531 описан способ получения декоративного ламината, в котором композицию, фиксирующую чернила, наносят капельным способом перед струйной печатью. Композиция, фиксирующая чернила, содержит диоксиды кремния и связующий материал.

Из уровня техники становится очевидно, что если требуется получить декорирующую бумагу, позволяющую проводить высококачественную струйную печать и в то же время имеющую высокий уровень абсорбции для изготовления ламината высокого или низкого давления, то необходимо удовлетворить противоречащие друг другу требования.

Изобретение направлено на устранение проблем декорирования ламината, существующих в уровне техники, за счет обеспечения декорирующей бумаги, которая имеет хорошую непрозрачность, может быть отпечатана способом струйной печати и подходит для промышленного получения всех типов ламината после предварительной пропитки декорирующей бумаги или без пропитки, в частности, способами высокого давления или низкого давления или без пропитки (сухим способом), предпочтительно способом низкого давления.

Данная задача решается в изобретении при помощи декорирующей бумаги для декоративного ламината, которая может быть отпечатана способом струйной печати, содержащей бумажную основу, содержащую по меньшей мере один непрозрачный пигмент с показателем преломления более 2, предпочтительно TiO₂, и по меньшей мере с одной стороны агент для поверхностной обработки, содержащий связующий материал и от 0,5 до 9 г/м² наполнителя с удельной площадью поверхности от 2 до 100 м²/г и показателем преломления 2 или менее. Удельная площадь поверхности, в частности, может составлять менее 100 м²/г. Количество на обработанной стороне составляет от 0,5 до 9 г/м². Таким образом, при обработке обеих сторон количество наполнителя с удельной площадью поверхности от 2 до 100 м²/г и показателем преломления 2 или менее составляет от 1 до 18 г/м² декорирующей бумаги. Количество наполнителя, например, составляет от 2 до 4 г/м² обработанной стороны.

Под «агентом для поверхностной обработки», наносимым по меньшей мере с одной стороны бумаги, понимают соединения, образующиеся после нанесения на данную сторону по меньшей мере одной композиции за один или более циклов для получения желаемого количества наполнителя на поверхности. Нанесение предпочтительно проводят таким образом, чтобы распределение наполнителя согласно изобретению по толщине основы обеспечивало концентрацию наполнителя, которая уменьшается от поверхности обработанной стороны вглубь бумажной основы.

Агент для поверхностной обработки согласно изобретению действует в качестве эффективного барьера для диффузии чернил в бумагу и предотвращает нежелательное попадание чернил в непрозрачный пигмент, содержащийся в бумажной основе. Тем самым предотвращается рассеяние света, описанное выше.

Благодаря низкой удельной площади поверхности наполнителя согласно изобретению в отличие от наполнителей, обычно используемых в чернилах для струйной печати, таких как описано в патенте США US 8153211, изобретение позволяет наносить достаточно толстый слой, чтобы создавать фактический физический барьер, что тем самым ограничивает количество чернил, которые могут попадать в непрозрачный пигмент во время струйной печати.

Низкая удельная площадь поверхности частиц наполнителя согласно изобретению дает преимущества за счет создания структуры с увеличенной проницаемостью для воздуха и смолы и устраняет ограничения, накладываемые на количество требуемого связующего материала, которое в этом случае может быть уменьшено, что также способствует получению структуры с увеличенной проницаемостью для воздуха и смолы.

Пониженное относительное содержание связующего материала не приводит к проблемам с запылением, так как частицы связующего материала согласно изобретению легче связываются по сравнению с традиционно используемыми связующими материалами для чернил, такими как диоксиды кремния.

Таким образом, в изобретении неожиданно достигается приемлемый компромисс между различными противоречащими требованиями, указанными выше.

Кроме того, обработка согласно изобретению снижает чувствительность бумаги к типу применяемых чернил, то есть чернил на водной основе или УФ-отверждаемых чернил. Защитная функция согласно изобретению позволяет эффективно удерживать чернила на поверхности бумаги независимо от возможных различий в степени ионизации чернил. Бумага отлично подходит для чернил на водной основе, УФ чернил (УФ-отверждаемых) и ЕВС чернил (отверждаемых электронным пучком). Другими словами, обработка согласно изобретению создает физический барьер, который действует независимо от типа применяемых чернил и состава чернил и придает универсальность декорирующей бумаге с точки зрения типа чернил.

Агент для поверхностной обработки предпочтительно наносят в количестве до 10 г/м² обработанной стороны или более предпочтительно 5 г/м² обработанной стороны или менее в пересчете на массу сухого вещества. Количество, например, составляет от 3 до 6 г/м² обработанной стороны или от 4 до 5 г/м². Агент для поверхностной обработки можно наносить в количестве от 1 до 10 г/м² обработанной стороны в пересчете на массу сухого вещества, в частности от 3 до 6 г/м² обработанной стороны или от 4 до 5 г/м². Отношение наполнителя к связующему материалу может составлять более 3:1, в частности 3,5:1 в пересчете на массу сухого вещества.

Агент для поверхностной обработки можно наносить только на одну сторону бумажной основы.

Наполнитель может составлять от 50 до 90% агента для поверхностной обработки в пересчете на массу сухого вещества

Необходимо проводить обработку только одной стороны бумаги, то есть стороны, на которой проводят печать. Тем не менее, с учетом хорошей способности бумаги, полученной согласно изобретению, к пропитке смолой при необходимости всю бумагу можно обрабатывать способами нанесения покрытия, которые обеспечивают доставку части агента для обработки по всей толщине бумаги и по обеим сторонам бумаги. Таким образом, для нанесения агента для поверхностной обработки можно применять различные средства обработки бумаги, известные специалистам в данной области техники: клеильный пресс, пленочный пресс, планку для нанесения покрытия, стержень Мейера, нож для нанесения покрытия, наливную машину для нанесения покрытия, гравированный формный цилиндр, средства распыления, капельного нанесения (в частности, струйного).

Агент для поверхностной обработки предпочтительно наносят при помощи пленочного пресса, который позволяет проводить обработку только одной стороны за один раз с относительно низкой толщиной. В этом случае профиль распределения наполнителя по толщине декорирующей бумаги является таким, что концентрация частиц наполнителя быстро снижается с глубиной размещения.

Удельная площадь поверхности наполнителя предпочтительно составляет от 2 до 50 м²/г, в частности от 10 до 30 м²/г.

Для по меньшей мере одной стороны бумаги, обработанной агентом для поверхностной обработки, время проникновения смолы может составлять 10 с или менее или более предпочтительно 5 с.

Предпочтительно время проникновения смолы через каждую из сторон бумаги составляет 10 с или менее или более предпочтительно 5 с.

Связующий материал может составлять от 10 до 50% в пересчете на массу сухого вещества от массы агента для поверхностной обработки. Таким образом, количество связующего материала может составлять от 0,05 до 2,5 г/м² обработанной стороны.

Связующий материал может быть водорастворимым. Связующий материал может содержать или состоять из PVOH.

Агент для поверхностной обработки может не содержать диоксид кремния и/или карбонаты и/или непрозрачный пигмент, в частности, TiO₂.

Агент для поверхностной обработки может содержать диоксид кремния в количестве 50% или менее от массы наполнителя для поверхности согласно изобретению, т.е. специфического наполнителя для поверхности согласно изобретению, имеющего показатель преломления 2 или менее, или более предпочтительно от 5 до 30% по массе. Применяемый диоксид кремния имеет удельную площадь поверхности более 100 м²/г и более предпочтительно 150 м²/г. Наличие относительно небольшого количества диоксида кремния на поверхности бумаги может дополнительно улучшать четкость печати в отсутствие нежелательного закупоривания бумаги.

Наполнитель согласно изобретению может быть неорганическим и может содержать по меньшей мере одно соединение, выбранное из глин, прокаленных глин, каолинов, в частности, природных каолинов, деламинированных каолинов и других силикатов алюминия, включая синтетические материалы, талька, диатомитовой земли, тригидрата алюминия и их смесей, где соединение выбрано таким образом, чтобы оно имело удельную площадь поверхности, требуемую согласно изобретению.

Агент для поверхностной обработки может содержать соль щелочноземельного металла, в частности, CaCl₂.

Агент для поверхностной обработки может содержать катионный полимер, в частности, поли-DADMAC.

Непрозрачный пигмент с показателем преломления более 2 можно вводить в массу основы.

Количество непрозрачного пигмента, в частности, TiO₂, вводимого в массу основы, может составлять 10% или более от общей массы сухой бумаги, более предпочтительно более 20% или еще более предпочтительно 25%.

Изобретение также относится к декорирующей бумаге согласно изобретению, такой как определено выше, содержащей по меньшей мере один отпечатанный рисунок по меньшей мере на одной из сторон перед пропиткой смолой, в частности, термореактивной смолой.

Указанный рисунок может быть напечатан способом струйной печати, предпочтительно чернилами на водной основе, УФ чернилами, ЕВ-отверждаемыми чернилами, сольвентными или экосольвентными чернилами.

Изобретение также относится к декорирующей бумаге согласно изобретению, отпечатанной способом струйной печати.

Согласно другому варианту реализации изобретение также относится к способу получения декорирующей бумаги согласно изобретению, такой как определено выше, включающему стадии:

- Нанесения по меньшей мере на одну сторону бумажной основы, содержащей по меньшей мере один непрозрачный пигмент с показателем преломления более 2, предпочтительно TiO₂, по меньшей мере одной композиции, содержащей связующий материал и наполнитель с удельной площадью поверхности от 2 до 100 м²/г и показателем преломления 2 или менее, в таком количестве, чтобы на обработанную сторону бумаги наносилось от 0,5 до 9 г/м² наполнителя в пересчете на массу сухого вещества.

Изобретение дополнительно относится к ламинату высокого, низкого давления или ламинату непрерывного давления, предпочтительно к ламинату низкого давления, содержащему по меньшей мере одну декорирующую бумагу согласно изобретению.

Согласно другому варианту реализации изобретение дополнительно относится к применению композиции, содержащей связующий материал и наполнитель с удельной площадью поверхности от 2 до 100 м²/г и показателем преломления 2 или менее, для улучшения свойств печати декорирующей бумаги путем струйной печати, где композицию наносят таким образом, чтобы количество наполнителя на бумаге в пересчете на массу сухого вещества составляло от 0,5 до 9 г/м² обработанной поверхности.

Как отмечалось выше, обработанная бумага предпочтительно содержит непрозрачный пигмент с показателем преломления более 2.

Наполнитель

Согласно изобретению «наполнитель» обозначает частицы дисперсного материала одного типа или смесь частиц дисперсных материалов различных типов, каждая из которых имеет необходимые свойства с точки зрения удельной площади поверхности и показателя преломления. Наполнитель предпочтительно состоит из одного дисперсного материала, такого как прокаленный каолин.

Частицы наполнителя, фиксирующие чернила, подходящие для изобретения, имеют удельную площадь поверхности от 2 до 100 м²/г или более предпочтительно от 2 до 50 м²/г.

Удельную площадь поверхности частиц наполнителя, подходящих для изобретения, измеряют способом БЭТ согласно стандарту DIN 66132.

Частицы наполнителя, подходящие для изобретения, могут иметь массовый медианный диаметр D50 от 0,1 до 20 мкм.

Частицы наполнителя, подходящие для изобретения, могут иметь форму, выбранную из слоистой формы, круглой формы; сферической формы или любой промежуточной формы, не выходящей за рамки указанных выше форм.

Частицы наполнителя согласно изобретению имеют показатель преломления 2 или менее. Частицы наполнителя, подходящие для изобретения, предпочтительно имеют показатель преломления от 1,3 до 1,8. TiO₂ (рутил и анатаз), имеющий показатель преломления от примерно 2,5 до 2,8, таким образом, не включен в определение наполнителя согласно изобретению.

Показатель преломления измеряют на рефрактометрах, самым известным из которых является рефрактометр модели Аббе.

Предпочтительно частицы наполнителя согласно изобретению выбирают таким образом, чтобы они имели показатель преломления, равный или по существу схожий с показателем преломления термореактивной смолы, используемой для пропитки декорирующей бумаги согласно изобретению.

Таким образом, разница Δ_n показателей преломления наполнителя согласно изобретению и термореактивной смолы предпочтительно составляет 0,3 или менее.

Частицы наполнителя согласно изобретению могут быть выбраны из минеральных частиц, органических частиц и их смесей.

Частицы наполнителя предпочтительно выбраны из минеральных частиц.

Минеральные частицы наполнителя, подходящие для изобретения, могут быть выбраны из глин, прокаленных глин, каолинов (в частности, природных, прокаленных, деламинированных и других силикатов алюминия, в частности, синтетических), талька, диатомитовой земли, тригидрата алюминия и их смесей, каждый из которых имеет удовлетворяющий требованиям показатель преломления и удельную площадь поверхности.

Следует понимать, что если декорирующая бумага согласно изобретению содержит более одного типа частиц наполнителя согласно изобретению, в частности, два или три или четыре различных типа частиц согласно изобретению, т.е. соответствующих требованиям к удельной площади поверхности и показателю преломления, то количества наполнителя в агенте для поверхностной обработки, указанные выше, следует рассматривать применительно к смеси указанных частиц, а не к каждому отдельному типу частиц.

Согласно предпочтительному способу реализации декорирующая бумага согласно изобретению предпочтительно содержит минеральные частицы и наполнители, состоящие из прокаленного каолина. Предпочтительно указанные частицы применяют в количестве от 2 до 4 г/м² обработанной стороны в пересчете на массу сухого вещества.

Частицы наполнителя, в частности, минеральные частицы, применяемые в изобретении в составе агента для поверхностной обработки, предпочтительно являются нейтральными с точки зрения кислотности или основности по отношению к термореактивным смолам. Под «нейтральностью с точки зрения кислотности или основности» наполнителя согласно изобретению по отношению к термореактивной смоле понимают тот факт, что наполнитель не действует как кислота или основание по отношению к термореактивным смолам.

Декорирующая бумага

Декорирующая бумага согласно изобретению может иметь плотность от 20 до 200 г/м², предпочтительно от 40 до 100 г/м² и более предпочтительно от 50 до 80 г/м².

Массу листов определяют согласно стандарту ISO 536 после обработки согласно стандарту ISO 187. Массу листа определяют перед пропиткой смолой.

Декорирующая бумага согласно изобретению может иметь любую окраску; более предпочтительно имеет светлую окраску.

Декорирующая бумага согласно изобретению, в частности, обладает свойством возможности печати на стороне с покрытием агента для поверхностной обработки, в частности, струйной печати, но при этом сохраняет свойства абсорбции термореактивной смолы, идентичные или очень схожие со свойствами известной декорирующей бумаги.

Пропитку декорирующей бумаги согласно изобретению смолой, в частности, термореактивной смолой, предпочтительно проводят после стадии струйной печати данной бумаги.

Время пропитки смолой декорирующей бумаги согласно изобретению, такое как определено ниже, может составлять 10 секунд или менее, предпочтительно 5 секунд или менее, со стороны с покрытием агента для поверхностной обработки.

Время пропитки измеряют путем определения времени проникновения смолы через лист; это время определяют следующим образом:

- готовят 50% по массе раствор смолы путем растворения меламиноформальдегидной смолы KAURAMIN 773 в порошковой форме в дистиллированной воде, нагретой примерно до 45°С. Регулируют его вязкость путем осторожного разбавления водой таким образом, чтобы она составляла порядка 55 мПа⋅с (сП) примерно при 20°С при измерении на вискозиметре Brookfield при 100 об./мин - вал №2,

- затем определяют время пропитки листа бумаги:

- для исследования вырезают два квадратных образца (10 × 10 см); для исследования каждой стороны помечают стороны,

- наполняют предметное стекло смолой,

- квадратный образец бумаги помещают на поверхность смолы, приводят в контакт исследуемую сторону со смолой, и в этот же момент запускают секундомер,

- отмечают время до полного проникновения через бумагу и определяют его как время пропитки смолой.

Декорирующая бумага согласно изобретению может иметь пористость по Герли от 5 до 60 секунд, в идеальном случае от 15 до 40 секунд. Воздухопроницаемость или пористость по методу Герли определяют согласно стандарту ISO 5636-5:2013.

Декорирующая бумага согласно изобретению может быть разглаженной или неразглаженной. Декорирующую бумагу согласно изобретению можно разглаживать любым способом, известным специалистам в данной области техники. Обработку бумаги для разглаживания можно проводить перед поверхностной обработкой.

Согласно одному способу реализации декорирующая бумага согласно изобретению имеет гладкость по меньшей мере одной из сторон по Бекку от 20 до 200 секунд.

Поверхностную обработку можно проводить любым известным способом нанесения покрытия. Таким образом, для нанесения агента для поверхностной обработки можно применять различные средства обработки бумаги, известные специалистам в данной области техники: клеильный пресс, пленочный пресс, планку для нанесения покрытия, стержень Мейера, нож для нанесения покрытия, наливную машину для нанесения покрытия, гравированный формный цилиндр, средства распыления, капельного нанесения (в частности, струйного). Предпочтительно обработку проводят на системе пленочного трансфера (пленочный пресс), как указано выше.

Связующий материал для поверхностной обработки может быть выбран из водорастворимых связующих материалов, в частности, полимерных связующих материалов, таких как PVOH, крахмал, желатин, казеин, КМЦ, гуар. Предпочтительно связующий материал представляет собой PVOH.

При необходимости декорирующая бумага согласно изобретению может иметь относительно высокую непрозрачность.

Ламинат высокого давления или низкого давления, полученный с применением декорирующей бумаги согласно изобретению, может содержать один или более слоев, имеющих определенную непрозрачность.

Непрозрачность ламината высокого давления или низкого давления определяют путем измерения яркости L₀ со стороны ламината, содержащей крафт-бумагу. Яркость ламината на бесконечности (L∞) измеряют на непрозрачном белом фоне. Непрозрачность вычисляют по формуле: L₀/L∞*100. Чем ниже значение, тем менее непрозрачной, или более прозрачной, является бумага.

Ламинат высокого давления, полученный с применением декорирующей бумаги согласно изобретению, предпочтительно имеет непрозрачность L₀/L∞*100, равную 70% или более, или более предпочтительно 80%.

Бумага согласно изобретению может иметь преимущество, заключающееся в обеспечении непрозрачности, и не требует применения белого или окрашенного листа-подложки, поверх которой ее размещают.

Декорирующая бумага согласно изобретению может иметь рисунок, напечатанный по меньшей мере с одной из ее сторон. Указанный рисунок предпочтительно печатают способом струйной печати. Рисунок печатают после сушки и перед пропитки смолой, в частности термореактивной смолой.

Кроме того, декорирующая бумага согласно изобретению может содержать традиционные компоненты, включаемые в состав декорирующей бумаги.

Другие компоненты

Бумажная основа декорирующей бумаги согласно изобретению традиционно содержит целлюлозные волокна.

Целлюлозные волокна могут представлять собой смесь коротких и длинных целлюлозных волокон.

Предпочтительно декорирующая бумага согласно изобретению содержит смесь целлюлозных волокон, содержащую от 60 до 100% коротких целлюлозных волокон в пересчете на массу сухого вещества. Декорирующая бумага может не содержать длинные волокна.

Согласно одному из способов реализации короткие целлюлозные волокна представляют собой волокна эвкалипта.

Декорирующая бумага согласно изобретению может содержать синтетические волокна.

Бумажная основа декорирующей бумаги согласно изобретению может содержать по меньшей мере один дополнительный агент, выбранный из группы, состоящей из влагопрочного агента, удерживающего агента, декоративных частиц, минеральных или органических частиц, катионного полимера, органического полимерного абсорбента.

Основа декорирующей бумаги согласно изобретению может содержать по меньшей мере влагопрочный агент.

Под «влагопрочным агентом» понимают любой агент, который может придавать сопротивление разрыву влажной бумаге. Указанные агенты известны специалистам в данной области техники. Предпочтительно указанный агент может представлять собой полиамино-эпихлоргидриновую смолу, полиамидо/полиамино-эпихлоргидриновую смолу, катионный полиакрилат, модифицированную меламиноформальдегидную смолу или катионный крахмал.

Относительное содержание влагопрочного агента может составлять от 0,2 до 2,5% в пересчете на массу сухого вещества относительно массы сухого листа, более предпочтительно от 0,4 до 0,8%.

Основа декорирующей бумаги согласно изобретению может содержать по меньшей мере удерживающий агент.

Под «удерживающим агентом» понимают любой агент, который может фиксировать минеральные наполнители на волокнах. Указанные агенты известны специалистам в данной области техники. Предпочтительно указанный агент может быть выбран из группы, состоящей из системы неорганических микрочастиц, например, анионных диоксидов кремния, и полиакриламида с низкой степенью ионизации.

Под полиакриламидом с «низкой степенью ионизации», подходящим для изобретения, понимают полиакриламид, содержащий несколько катионных сомономеров четвертичного аммония и/или несколько анионных акрилатных групп.

Как было описано выше, при изготовлении ламината высокого давления, низкого давления или непрерывного давления сначала отпечатывают декорирующую бумагу, затем пропитывают ее устойчивой к нагреванию термореактивной смолой и, наконец, проводят горячее прессование на подложке под высоким или низким давлением. В качестве альтернативы, как было описано выше, в случае способа без пропитки (сухой способ) отпечатанную декорирующую бумагу укладывают в стопку без пропитки между двумя листами бумаги, пропитанными термореактивной смолой, и декорирующая бумага пропитывается при приложении давления ко всей стопке. Таким образом, декорирующую бумагу согласно изобретению можно применять совместно с термореактивной смолой или без нее.

В частности, указанная термореактивная смола может быть выбрана из меламиноформальдегидных смол, мочевиноформальдегидных смол, бензогуанаминоформальдегидных смол, ненасыщенных полиэфирных смол, дициандиамидоформальдегидных смол, эпоксидных смол, полиуретановых смол и их смесей.

После пропитки декорирующей бумаги смолой ее нагревают, смола частично отверждается (термическое отверждение), в результате чего она перестает быть клейкой, и можно проводить дальнейшую работу с листом. Декорирующую бумагу, пропитанную частично отвержденной смолой, называют на рынке «декорирующей пленкой» или «декоративной пленкой» или «меламиновой пленкой». Относительное содержание смолы в указанной меламиновой пленке предпочтительно составляет от 50 до 55%, но может составлять от 30 до 70%.

Указанную стадию в общем случае проводят путем нагревания декорирующей бумаги при температуре от примерно 110 до 140°С и контролируют, чтобы во время конечного ламинирования декорирующей пленки смола надлежащим образом проникала в лист, путем измерения относительного содержания летучих веществ, остающихся в декорирующей пленке. В результате декорирующая пленка содержит определенное количество, порядка 5-8%, летучих продуктов (водный растворитель смолы, вода после химической конденсации смолы, остаточный формальдегид, другие остаточные продукты и т.д.). Указанные летучие вещества представляют собой те соединения, которые будут удалены при полном отверждении смолы, во время ламинирования декорирующей пленки.

При отверждении смолы после ламинирования она придает прочность поверхности конечного ламината (износостойкость, грязезащита, стойкость к пару и стойкость к химическим веществам, таким как растворители, кислоты и основания, и т.д.).

Согласно одному конкретному варианту декорирующую бумагу согласно изобретению пропитывают термореактивной смолой, затем смолу частично отверждают в кислой среде, при этом относительное содержание летучих соединений составляет от 5 до 8% от массы листа.

Изобретение также относится к декорированной ламинированной(-ому) плите или профилю, содержащей(-ему) по меньшей мере декорирующую бумагу согласно изобретению.

Ламинат согласно изобретению может содержать по меньшей мере два, предпочтительно по меньшей мере три и более предпочтительно по меньшей мере четыре листа декорирующей бумаги согласно изобретению, уложенные друг на друга и находящиеся в контакте.

Способ получения

Волокнистую основу декорирующей бумаги согласно изобретению, содержащей целлюлозные волокна, можно получать любым способом, известным специалистам в данной области техники.

Таким образом, сначала получают влажную волокнистую композицию целлюлозы, или бумажную массу.

Согласно одному из способов реализации частицы непрозрачного пигмента смешивают с волокнистой целлюлозной композицией перед нанесением последней на формующую поверхность.

Указанную смесь можно получать, например, в ванне с бумажной массой, в напорном ящике, в ванне для хранения, в рафинере или в смесительном насосе.

Согласно одному из способов реализации указанную смесь можно получать в ванне с бумажной массой.

Один из способов получения декорирующей бумаги согласно изобретению может включать стадию, включающую добавление влагопрочного агента и/или удерживающего агента, такого как определено выше.

Предпочтительно влагопрочный агент представляет собой эпихлоргидрино-полиаминовую смолу, а удерживающий агент может представлять собой систему неорганических микрочастиц, например, анионных диоксидов кремния или полиакриламид с низкой степенью ионизации.

Один из способов получения декорирующей бумаги согласно изобретению включает стадию сушки, которую можно проводить любым способом, известным специалистам в данной области техники, и, как правило, применяемым в данной области техники. Таким образом, дополнительное описание указанных способов в настоящем документе не требуется.

Один из способов получения декорирующей бумаги согласно изобретению включает дополнительную стадию для нанесения агента для поверхностной обработки.

Указанную стадию, в частности, можно проводить способами нанесения покрытия, такими как те, что описано выше, предпочтительно на производственной линии, но возможно и вне ее.

Бумагу согласно изобретению можно предпочтительно применять для получения ламината высокого или низкого давления или непрерывного давления.

В случае ламината высокого давления компонентами основы ламината являются листы крафт-бумаги, пропитанные термореактивной смолой, и декорирующая бумага согласно изобретению, пропитанная или не пропитанная смолой, в частности, термореактивной смолой.

В случае ламината низкого давления компонентами основы ламината являются плита-подложка, такая как древесно-стружечная плита, и декорирующая бумага согласно изобретению, пропитанная или не пропитанная смолой, в частности, термореактивной смолой.

ПРИМЕРЫ

Сначала на бумагоделательной машине получают декорирующую бумагу, состоящую, в частности, из 100% коротких целлюлозных волокон эвкалипта, TiO₂, содержащегося в количестве 35% в бумажной основе, небольших количеств затемняющего пигмента для придания определенной окраски и различных химических агентов, в частности влагопрочного агента.

Изготовление указанной бумаги проводят согласно традиционным способам получения бумаги, известным специалистам в данной области техники, а именно варки бумажной массы, очистки, добавления компонентов (TiO₂, красящие пигменты, добавки), разбавления, последующего формования листа, прессования и сушки перед доставкой в блок нанесения покрытия, который всегда присутствует в бумагоделательной машине.

Затем различные составы, описанные в примерах 1-15, приведенных в таблицах на фигурах 1 и 2 в прилагаемых чертежах, наносили на бумагу. В примерах 1-14 блок нанесения покрытия представлял собой клеильный пресс, широко используемый при получении бумаги. В примере 15 покрытие наносили вручную с одной стороны основы при помощи планки с канавками для имитации покрытия (стержень Мейера, нож для нанесения покрытия и т.д.) или путем пленочного трансфера (пленочный пресс). Концентрацию и состав регулировали таким образом, чтобы наносить сухой материал, при этом значения приведены в таблице на фигуре 1. В примерах согласно изобретению, приведенных на фигуре 1 (за исключением примера 15), конечная плотность полученной бумаги составляла от 75 до 80 г/м², но ее можно было регулировать путем изменения плотности бумажной основы. Пример 15 имел самую низкую плотность из-за пониженного количества материала, наносимого на одну сторону основы, но ее также можно было регулировать путем изменения плотности бумажной основы.

В первую очередь результаты указывают на выраженный эффект состава на основе диоксида кремния (называемого диоксид кремния А в примере), который снижает воздухопроницаемость бумаги (чем выше индекс Герли, тем ниже проницаемость). Таким образом, даже при нанесении 5 г/м² формулы, приведенной в таблице 1, бумага имеет индекс Герли 35 секунд, при этом в примере 4 согласно изобретению индекс Герли составляет только 23 секунды при нанесении 9,4 г/м². Если сравнивать нанесение практически схожих количеств в 9,5 г/м² для примера 3 и 9,4 г/м² для примера 4, то разница становится еще более выраженной, где индексы составляют 56 секунд и 23 секунды, соответственно.

Влияние на время проникновения смолы с лицевой/оборотной стороны было еще более выраженным: 23/15 секунд для примера 1, 49/52 секунды для примера 3 и для сравнения 3/2 секунды для примера 4.

Преимущество изобретения четко просматривается в значениях оптической плотности, которые составляют 1,61 для бумаги согласно примеру 4 и 1,51 для примера 3. Такие же выводы могут быть сделаны на основании значений оптической плотности бумаги после ламинирования.

Таким образом, обработка согласно изобретению позволяет добиться исключительно эффективного компромисса между значениями оптической плотности и временем проникновения смолы, которое определяет свойства пропитки.

Для других примеров, полученных путем добавления катионного продукта в формулу 1 согласно изобретению (PolyDADMAC или CaCl₂), показана синергия в отношении оптической плотности в отсутствие изменения времени проникновения смолы.

Следует понимать, что фраза «от… до…» включает пределы, если не указано иное.

Изобретение относится к декорирующей бумаге для декоративных ламинированных панелей. Декорирующая бумага содержит бумажную основу, содержащую по меньшей мере один непрозрачный пигмент, имеющий показатель преломления более 2, и по меньшей мере с одной стороны основы агент для поверхностной обработки. Агент для поверхностной обработки содержит связующий материал и от 0,5 до 9 г/м² наполнителя, имеющего удельную площадь поверхности от 2 до 100 м²/г и показатель преломления 2 или менее. Обеспечивается декоративная бумага, которая имеет хорошую непрозрачность, может быть отпечатана способом струйной печати и подходит для промышленного получения всех типов ламинатов. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 15 пр., 2 ил.

1. Декорирующая бумага для декоративного ламината, подходящая для печати способом струйной печати, содержащая бумажную основу и по меньшей мере один непрозрачный пигмент с показателем преломления более 2 и по меньшей мере с одной стороны основы агент для поверхностной обработки, содержащий связующий материал и от 0,5 до 9 г/м² наполнителя с удельной площадью поверхности от 2 до 100 м²/г и показателем преломления 2 или менее.

2. Бумага по п. 1, имеющая удельную площадь поверхности наполнителя от 2 до 50 м²/г, в частности от 10 до 30 м²/г.

3. Бумага по любому из пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что время проникновения смолы по меньшей мере со стороны, на которой проводили поверхностную обработку, составляет 10 с или менее, или более предпочтительно составляет 5 с или менее.

4. Бумага по п. 3, отличающаяся тем, что время проникновения смолы через каждую из ее сторон составляет 10 с или менее, или более предпочтительно составляет 5 с или менее.

5. Бумага по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что указанный связующий материал составляет от 10 до 50% агента для поверхностной обработки в пересчете на массу сухого вещества.

6. Бумага по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанный наполнитель составляет от 50 до 90% агента для поверхностной обработки в пересчете на массу сухого вещества.

7. Бумага по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанный агент для поверхностной обработки наносят в количестве от 1 до 10 г/м² обработанной стороны в пересчете на массу сухого вещества, в частности от 3 до 6 г/м² обработанной стороны или от 4 до 5 г/м².

8. Бумага по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанный связующий материал является водорастворимым.

9. Бумага по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанный связующий материал содержит PVOH или более предпочтительно состоит из PVOH.

10. Бумага по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанный агент для поверхностной обработки не содержит диоксид кремния.

11. Бумага по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что указанный агент для поверхностной обработки содержит диоксид кремния, в частности в количестве 50% или менее от массы указанного наполнителя или более предпочтительно от 5 до 30% от массы указанного наполнителя.

12. Бумага по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанный наполнитель содержит по меньшей мере одно соединение, выбранное из глин, прокаленных глин, каолинов (натуральных, прокаленных, деламинированных и других силикатов алюминия, в частности синтетических), талька, диатомитовой земли, тригидрата алюминия, и их смесей.

13. Бумага по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанный агент для поверхностной обработки содержит соль щелочноземельного металла, в частности СаСl₂.

14. Бумага по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанный агент для поверхностной обработки содержит по меньшей мере один катионный полимер, в частности поли-DADMAC.

15. Бумага по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанный непрозрачный пигмент содержит ТiO₂ или состоит из TiO₂.

16. Бумага по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что количество указанного непрозрачного пигмента, в частности TiO₂, в бумажной основе составляет 10% от общей массы сухой бумаги в г/м² или более, более предпочтительно составляет 20% или более или еще более предпочтительно 25%.

17. Бумага по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что агент для поверхностной обработки наносят только на одну сторону бумажной основы.

18. Бумага по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что количество указанного наполнителя составляет от 2 до 4 г/м² обработанной стороны.

19. Бумага по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что отношение наполнителя к связующему материалу составляет более 3:1, в частности 3,5:1, в пересчете на массу сухого вещества.

20. Отпечатанная декорирующая бумага, содержащая декорирующую бумагу по любому из предшествующих пунктов и рисунок, нанесенный способом струйной печати.

21. Способ получения декорирующей бумаги, в частности бумаги по любому из предшествующих пунктов, включающий стадию нанесения по меньшей мере на одну сторону бумажной основы по меньшей мере одной композиции, содержащей связующий материал и наполнитель с удельной площадью поверхности от 2 до 100 м²/г и показателем преломления 2 или менее, в таком количестве, чтобы на бумагу было нанесено от 0,5 до 9 г/м² наполнителя в пересчете на сухое вещество.

22. Способ по предшествующему пункту, отличающийся тем, что указанную композицию наносят с помощью системы пленочного трансфера.

23. Ламинат высокого, низкого или непрерывного давления, содержащий декорирующую бумагу по любому из пп. 1-20 или полученный способом по п. 21 или 22.