PL201674B1 - Sposób podwyższania efektów metalicznych i kryteriów dalszej obróbki oraz elastyczności papierów dekoracyjnych pokrytych żywicą - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy sposobu podwy zszania efektów metalicznych i kryteriów dalszej obróbki oraz elastyczno sci papierów dekoracyjnych pokrytych zywic a. Podwy zszenie to uzyskuje si e poprzez nanoszenie opó zniaj acych utwardzanie roztworów zasadowych soli metali podczas drukowania far- bami z efektem metalicznym przy pomocy wkl es lodruku. Nanosi si e roztwór metaglinianu sodowego (=NaAlO 2 x0,12Na 2 Ox0,3H 2 O) (woda albo mieszanina wody/zestawu sk ladników) w procesie wkl es lo- druku z cylindrem typu fond lub innym odpowiednim sposobem na zadrukowany albo niezadrukowany standardowy papier bazowy. Metaglinian sodowy rozpuszcza si e w gor acej zdemineralizowanej wodzie (lub ogólnie w wodzie) o temperaturze 60°C, w celu wytworzenia mieszaniny o zadanym st ezeniu. PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 201674 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 373297 ⁽¹³⁾ (22) Data zgłoszenia: 24.04.2003 ^{(51) Int.Cl.}

B44C 1/17 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

24.04.2003, PCT/EP03/04247 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

06.11.2003, WO03/091470 PCT Gazette nr 45/03

Sposób podwyższania efektów metalicznych i kryteriów dalszej obróbki oraz elastyczności papierów dekoracyjnych pokrytych żywicą

(30) Pierwszeństwo: 26.04.2002,EP,02009270.6	(73) Uprawniony z patentu: OKT KUNSTSTOFFTECHNIK GMBH, Sternwede-Oppenwehe,DE
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	(72) Twórca(y) wynalazku:
22.08.2005 BUP 17/05	Heinz Kleinerϋβkamp,Arnsberg,DE Kimmo Suur-Nuuja,Arnsberg,DE
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.04.2009 WUP 04/09	(74) Pełnomocnik: Borowska-Kryśka Urszula, PATPOL Sp. z o.o.

⁽⁵⁷⁾ Wynalazek dotyczy sposobu podwyższania efektów metalicznych i kryteriów dalszej obróbki oraz elastyczności papierów dekoracyjnych pokrytych żywicą. Podwyższenie to uzyskuje się poprzez nanoszenie opóźniających utwardzanie roztworów zasadowych soli metali podczas drukowania farbami z efektem metalicznym przy pomocy wklęsłodruku. Nanosi się roztwór metaglinianu sodowego (=NaAlO2x0,12Na2Ox0,3H2O) (woda albo mieszanina wody/zestawu składników) w procesie wklęsłodruku z cylindrem typu fond lub innym odpowiednim sposobem na zadrukowany albo niezadrukowany standardowy papier bazowy. Metaglinian sodowy rozpuszcza się w gorącej zdemineralizowanej wodzie (lub ogólnie w wodzie) o temperaturze >60°C, w celu wytworzenia mieszaniny o żądanym stężeniu.

PL 201 674 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób podwyższania efektów metalicznych i kryteriów dalszej obróbki oraz elastyczności papierów dekoracyjnych pokrytych żywicą. Drukowane papiery dekoracyjne służą w przemyśle powlekającym do powlekania tworzyw warstwowych lub nanosi się je bezpośrednio na płyty z materiałów zastępujących drewno w celu polepszania i upiększania powierzchni. Dalsza obróbka następuje za pomocą impregnacji żywicami melaminowymi, fenolowymi, mocznikowymi albo innymi systemami mieszanych żywic i innymi roztworami żywic oraz poprzez lakierowanie chemicznie lub fizycznie utwardzającymi systemami lakierowymi. Po zadrukowaniu i impregnacji powstaje jako następny produkt pośredni pokryta żywicą dekoracyjna warstewka jako produkt wstępny dla sprasowywania w sposobie krótkich taktów na płytach wiórowych i na innych tworzywach drzewnych (sposób KT względnie LPM), dla sprasowywania z kolejnymi papierami impregnowanymi żywicą fenolową lub papierami impregnowanymi innymi żywicami w procesie wklęsłodruku tworząc dekoracyjne materiały warstwowe (sposób DKS względnie HPL) oraz w ciągłym sposobie prasowania (sposób CPL).

Jako materiały na nośniki dla drukowanego obrazu oraz dla żywicy stosuje się przy tym wysokochłonne impregnowane żywicą papiery dekoracyjne o ciężarze powierzchniowym od 45 g/m² do 200 g/m², korzystnie 70 g/m² do 90 g/m². Jako dyspergowalne w wodzie dekoracyjne farby drukarskie stosuje się farby bez organicznych rozpuszczalników względnie z ograniczonym udziałem rozpuszczalnika z wyłącznie organicznymi pigmentami barwnymi i bazującymi na kazeinie systemami wiążącymi, jak i mieszanki dodrukowywane dla masy perłowej na bazie poliuretanowej. Stosowane w handlu dekoracyjne farby drukarskie RWO, znane są na przykład pod nazwami handlowymi - seria Hartmann/761 albo Arcolor 1010/1012/3008/3017/5000/7000 m.in., farby z efektem metalicznym T1332/761, T2630/761, Arcolor Ardeco Brillantsilber, Ardeco Brillantperlmut m.in., farba iryzująca lub Iriondinfarbe.

Występuje wiele problemów. Przy dalszej obróbce odkształcalność impregnowanych warstewek dekoracyjnych ma szczególne znaczenie. Zaokrąglone krawędzie na tworzywach drzewnych z naniesionymi powłokami otrzymuje się przez przeciąganie (wokoło) wysokociśnieniowych płyt z materiałów warstwowych (HPL) przez mechaniczno/termicznie kształtowalne krawędzie, we wstępnie frezowanym tworzywie drzewnym, podczas procesu zginania. Sposób ten określa się jako postforming. Tradycyjnie wytworzone standardowe papiery bazowe nie dają się wtórnie kształtować w zakresie wysokociśnieniowych tworzyw warstwowych (HPL) lub dają się kształtować jedynie w niewystarczającym stopniu, przykładowo przy wytwarzaniu płyt roboczych lub frontów mebli o zaokrąglonych krawędziach. Stosuje się tu obecnie bardzo drogie specjalnie wytworzone papiery bazowe, tak zwane papiery postformingowe, według stanu techniki. Same płyty warstwowe mają na krytycznie wąskich promieniach po stronie przeciwległej do powłoki różnie uformowane karby lub frezy, jak opisano to na przykład w DE19830778C1. Warstwa papieru naniesiona na zewnę trznej krawędzi łuku ulega przy tym jednak znacznemu rozciągnięciu.

Minimalny promień, z jakim dekoracyjną warstewkę można bez uszkodzenia efektu prasowania naciągnąć wokół krawędzi tworzywa drzewnego, może być określony w sposób miarodajny według wartości Disc Cure. Im wyższa jest wartość Disc Cure, tym wolniejsza jest reaktywność połączenia żywicznego papieru dekoracyjnego, tym „miększy” jest papier podczas dalszej obróbki.

Zatem, zadaniem wynalazku jest dopasowanie konwencjonalnych standardowych papierów bazowych do danych życzeń klienta również w tym segmencie rynku.

Optyczne i fizyczne właściwości oraz osiągany efekt metaliczny pokrytego w stanie gotowym tworzywa drzewnego są kolejnymi decydującymi kryteriami jakości. Maksymalne efekty optyczne otrzymuje się przez naniesienie możliwie wysokich ilości farby przy druku dekoracyjnym. Stosuje się w tym celu cylindry typu fond (Fondzylinder) o możliwie duż ej teoretycznej obję tości przenoszenia farby. Maksymalnie możliwe przenoszenie farby limitowane jest przez suszarniczą wydajność maszyn drukarskich.

Wyższe stężenie pigmentu w farbie z efektem metalicznym podwyższa znacznie ryzyko błędów drukarskich, takich jak pasy, odkładanie się pigmentów metalicznych i inne. Zbyt mała ilość środka wiążącego redukuje ustalenie pigmentów na papierze dekoracyjnym i powoduje przy impregnacji plamienie druku dekoracyjnego, uwidaczniające się w wymywaniu się większych ilości pigmentów z efektem metalicznym w kąpieli żywicznej. Oprócz tego, zbyt mała ilość środka wiążącego tak obniża wytrzymałość na szorowanie niepokrytego żywicą zadrukowanego papieru dekoracyjnego, że prawie nie jest możliwy przebieg drukowanej taśmy papieru jako towaru taśmowego przez walce prowadzące do

PL 201 674 B1 kąpieli impregnacyjnej bez uszkodzenia drukowanego obrazu. Możliwości uzyskania wyższych efektów metalicznych poprzez zwiększenie powłoki z farby są zatem ograniczone. Problemy są następujące: niejednorodnie ciemne i plamiste powierzchnie, ewentualnie „osiadanie-tonięcie masy perłowej”. Poprzez zwiększone naniesienie farby metalicznej nie otrzymuje się już polepszonych efektów masy perłowej względnie efektów metalicznych.

Zatem, kolejnym zadaniem wynalazku jest podwyższenie stopnia połysku i efektu metalicznego na drukowanej powierzchni oraz podwyższenie jakości powleczonej powierzchni poprzez zredukowanie widocznych błędów prasowania.

Ogólne rozwiązanie polega według wynalazku na nanoszeniu opóźniających utwardzanie roztworów zasadowych soli metali podczas drukowania przy pomocy wklęsłodruku. Dzięki temu, dla polepszenia właściwości postformingowych można stosować niedrogie normalne papiery i unika się wpływającej na koszty chemicznej wstępnej obróbki specjalnych papierów. Dla polepszenia właściwości postformingowych stosuje się sole metali w zakresie zasadowym. Ponadto, poprzez ten sposób otrzymuje się polepszenie stopnia połysku i efektów metalicznych oraz redukcję błędów prasowania, jak opisano powyżej. Dalsze cechy, szczegóły i postacie wykonania wynikają z zastrzeżeń zależnych.

Jak wyjaśniono powyżej, normalnie wytworzone standardowe papiery bazowe nie dają się wtórnie kształtować wokół małych promieni w zakresie wysokociśnieniowego materiału warstwowego (HPL) lub dają się kształtować jedynie w niewystarczającym stopniu.

W przeciwieństwie do tego, według przykładu wykonania wynalazku, poprzez nanoszenie roztworu metaglinianu sodowego (woda albo mieszanina wody/zestawu składników) w procesie wklęsłodruku z fond lub innym odpowiednim sposobem na zadrukowany albo niezadrukowany standardowy papier bazowy, zmniejsza się prędkość utwardzania impregnatu (papier bazowy/żywica) przy sprasowywaniu i uzyskuje się zatem żądany efekt wtórnego kształtowania. W tym celu metaglinian sodowy (=NaAlO2x0,12Na2Ox0,3H2O) rozpuszcza się.

Następuje to w kilku etapach:

- metaglinian sodowy -> ten materiał chemiczny rozpuszcza się w gorącej zdemineralizowanej wodzie (lub ogólnie w wodzie) o temperaturze >60°C, w celu wytworzenia w ten sposób mieszaniny o żądanym stężeniu;

- zawartość substancji stał ej 0,5 do maksymalnie 5% w odniesieniu do cał ej gotowej do druku receptury;

- wartość pH -> nastawić w zależ ności od wymagań między pH 9 a 14;

- naniesienie gotowego roztworu na papier za pomocą fond w procesie wklę s łodruku. Przebiega to w zależności od objętości fond i prędkości maszyny. Wskaźniki względnie wielkość zadana wartości żądanej minimalnie 3 g/m² do maksymalnie 25 g/m² na mokro;

- metoda badawcza prędkości utwardzania z konwencjonalną dla branży metodą „Disc Cure Test”.

Dla zadania, umożliwienia druku wyżej wymienionych konwencjonalnych w handlu farb z efektem metalicznym na standardowym papierze dekoracyjnym jako powierzchni albo w kombinacji z dekorami drewnianymi, kamiennymi albo graficznymi, korzystnie fondu jednorodnych fondów barwnych na papierach dekoracyjnych o ciężarach powierzchniowych od 70 g/m² do 90 g/m², druk powinien być umożliwiony jako wklęsłodruk rotacyjny bez końca z rolki na rolkę. Alternatywnie do tego, powinny być również możliwe płaskie sposoby powlekania jak fleksodruk, druk kreskowy lub podobne sposoby. Przenoszenie płaskich ilości farby powinno odbywać się na mokro z wyższym pokrywaniem farbą na drukowanych lub niedrukowanych papierach dekoracyjnych. Przenoszenie farby w rotacyjnym wklęsłodruku powinno następować za pomocą cylindra typu fond.

Należy stosować maszyny do wklęsłodruku dekoracyjnego aż do szerokości wstęgi 2,750 mm z konwencjonalnym zespołem do wklęsłodruku i suszeniem gorącym powietrzem. Cylindry typu fond do wklęsłodruku są grawerowane elektromechanicznie, laserowo względnie trawione. Stan techniki stanowią cylindry typu fond z ceramiczną powierzchnią, w których za pomocą techniki laserowej wypalone są miseczki. Alternatywnie, stosowane są cylindry grawerowane konwencjonalnie elektromechanicznie, na powierzchni miedzianej, które następnie chroni się warstwą chromową przed mechanicznymi wpływami.

W zespole do wklęsłodruku maszyny do dekoracyjnego wklęsłodruku drukuje się za pomocą cylindra drukowego z jednorodnie grawerowanym polem rastra, określanym tu stale jako „cylinder typu fond”. Przenoszenie farby na cylinder typu fond następuje z pojemników zasobnikowych za pomocą elektrycznych pomp albo pneumatycznych pomp membranowych. Farbę z efektem metalicznym stale miesza się w celu uniknięcia osadzania się i utrzymuje w obiegu za pomocą pomp. Z pojemników

PL 201 674 B1 zasobnikowych, farbę przenosi się do wanien z farbą pod cylinder typu fond do zespołu drukującego maszyny do dekoracyjnego wklęsłodruku. Nanoszenie farby z efektem metalicznym następuje za pomocą walców farbowych, powleczonych laserowanym i łatwo ściskalnym ogumowaniem. Za pomocą nich, farba pobierana jest z wanny z farbą i nanoszona na cylinder drukowy. Alternatywnie, cylinder typu fond zanurza się bezpośrednio w stanowisku z farbą wanny z farbą i pobiera on warstewkę farby na powierzchni i w miseczkach. W kierunku rotacyjnym, cylinder typu fond prowadzony jest dalej na rakieli, ścierającej nadmiar farby z efektem metalicznym z powierzchni cylindra i pozostawiającej jedynie określoną ilość farby w tak zwanej miseczce. Dalej w kierunku rotacyjnym, cylinder dostaje się do strefy druku. Tutaj wstęgę papieru, doprowadzaną poprzez napędy i walce prowadzące do strefy druku zespołu drukującego, dociska się do cylindra za pomocą walca napędzanego ciśnieniem mechanicznym. Siła, z jaką walec ten dociska papier wynosi konwencjonalnie około 18 N/cm, w zależności od przypadku zastosowania również jest to wyższa, siła. Poprzez nacisk oraz siły odśrodkowe, wewnętrzne i kapilarne, farba z miseczek przenoszona jest na i w papier. Za strefą druku, zadrukowany wilgotny papier doprowadzany jest poprzez walce prowadzące do suszarki z gorącym powietrzem maszyny drukującej, gdzie za pomocą gorącego powietrza o temperaturach do 150°C i prędkościach powietrza do 50 m/s, woda stosowana jako rozpuszczalnik farby jest ponownie odprowadzana. Aby na gotowym produkcie wytworzyć powierzchnię farby z efektem metalicznym, stosuje się farby z efektem metalicznym, takie jak wyżej wymienione farby z efektem masy perłowej. Jednorodność po druku i po dalszej obróbce, jak i osiągalna intensywność barwy stanowią decydujące kryteria jakościowe.

Ze względu na duże naniesienie spoiwa i pigmentu, zamyka się porowatą powierzchnię papieru dekoracyjnego, tak że obniża się zdolność do wchłaniania żywicy, a zwłaszcza spawalnia się ją. Na skutek tego, osiągalne prędkości impregnowania znacznie redukuje się, co zmniejsza ekonomiczność impregnacji. Ustalenie pigmentów z efektem metalicznym jest trudniejsze niż w przypadku konwencjonalnych farb dekoracyjnych tak, że stosuje się albo szczególne systemy wiążące w farbie z efektem metalicznym, jak i w dodatkowo koniecznym zestawie składników/spoiwie. Alternatywnie drukuje się dodatkowy fond jedynie z zestawem składników na farbie z efektem metalicznym, w celu lepszego ustalenia pigmentów z efektem metalicznym. W celu podwyższenia stopnia połysku i efektu metalicznego na zadrukowanej powierzchni możliwy jest druk kilku warstw farby z efektem metalicznym poprzez powtórzenie procesu drukowania w kolejnych zespołach drukujących. Dokładne nastawienie zabarwienia, porównane z wzorem referencyjnym, jest jednakże niemal niemożliwe, gdyż powstają tu większe i prawie niekontrolowalne zmiany zabarwienia. Ponadto, wskutek każdego kolejnego procesu drukowania, powierzchnię papieru dalej zamyka się, co redukuje porowatość papieru i poprzez to utrudnia zdolność do impregnacji. W efekcie, prędkość procesu impregnacji musi ulec zredukowaniu. Przy zastosowaniu farb z efektem metalicznym (masa perłowa, srebro i iryzujące farby) w wyższych stężeniach (>5%), na każdorazowo zadrukowanych papierach dekoracyjnych, mogą uwidaczniać się na produkcie końcowym problemy, jak opisano powyżej (produkty końcowe = elementy HPL/elementy LPM). Jednakże, według wynalazku, dla farb z efektem metalicznym (masa perłowa, srebro i iryzujące farby) w wyższych stężeniach (>5%), na każdorazowo zadrukowanych papierach dekoracyjnych można nanosić na powierzchnię druków metalicznych roztwór metaglinianu sodowego (woda albo mieszanina wody/zestawu składników) w procesie wklęsłodruku z cylindrem typu fond.

Według kolejnego przykładu wykonania wynalazku, roztwór metaglinianu sodowego (woda albo mieszanina wody/zestawu składników) nanosi się w procesie wklęsłodruku za pomocą cylindra typu fond na powierzchnię druków metalicznych. Osiąga się przy tym znacznie podwyższony efekt masy perłowej względnie efekt metaliczny z jednoczesnym polepszeniem jednorodności powierzchni HPL/LPM.

Przebiega to przy tym w następujących etapach:

- metaglinian sodowy -> ten materiał chemiczny rozpuszcza się w gorącej zdemineralizowanej wodzie (lub ogólnie w wodzie) o temperaturze >60°C, w celu wytworzenia w ten sposób mieszaniny o żądanym stężeniu;

- zawartość substancji stałej 0,5 do maksymalnie 5% w odniesieniu do całej gotowej do druku receptury (woda albo woda/zestaw składników);

- wartość pH -> nastawić w zależności od wymagań między pH 9 a 14;

- naniesienie gotowego roztworu na papier za pomocą fond w procesie wklęs łodruku. Przebiega to w zależności od objętości fond i prędkości maszyny. Wskaźniki względnie wielkość zadana wartości żądanej wynoszą minimalnie 3 g/m² do maksymalnie 25 g/m² na mokro.

Pigmenty masy perłowej są związkami w postaci skalenia względnie kwasu krzemowego (dwutlenek krzemu), powleczonymi dwutlenkiem tytanu.

PL 201 674 B1

Dwutlenek tytanu działa jak katalizator (przyspieszone utwardzanie przy aminoplastycznych żywicach); zatem odpowiednio określony dodruk działa pozytywnie na właściwości utwardzania (strumień żywicy) przy równoczesnym polepszeniu efektu masy perłowej.

Aminoplastycznymi żywicami nadającymi się do stosowania są przykładowo:

- ż ywice melaminowo-formaldehydowe,

- żywice mocznikowo-formaldehydowe.

Claims (15)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób podwyższania efektów metalicznych i kryteriów dalszej obróbki oraz elastyczności papierów dekoracyjnych pokrytych żywicą, znamienny tym, że nanosi się opóźniające utwardzanie roztwory zasadowe soli metali podczas drukowania farbami z efektem metalicznym przy pomocy wklęsłodruku.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nanosi się roztwór metaglinianu sodowego - NaAlO2x0,12Na2Ox0,3H2O (woda albo mieszanina wody/zestawu składników) w procesie wklęsłodruku z cylindrem typu fond lub innym odpowiednim sposobem na zadrukowany albo niezadrukowany standardowy papier bazowy.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że metaglinian sodowy rozpuszcza się w gorącej wodzie o temperaturze >60°C, korzystnie zdemineralizowanej, dla wytworzenia mieszaniny o żądanym stężeniu.
4. 4. Sposób wedł ug zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, ż e jako zasadową sól metalu stosuje się metaglinian sodowy, mający proporcję od 0,5 do maksymalnie 5% wag. w odniesieniu do całej gotowej do druku receptury.
5. 5. Sposób wedł ug zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, ż e jako zasadową sól metalu stosuje się metaglinian sodowy, przy czym stosuje się roztwór metaglinianu sodowego o wartości pH w zakresie między pH 9 a 14, w zależności od wymagań.
6. 6. Sposób wedł ug zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, ż e jako zasadową sól metalu stosuje się metaglinian sodowy i nanosi się go w postaci gotowego roztworu na papier za pomocą cylindra typu fond w procesie wklęsłodruku w zależności od objętości fond i prędkości maszyny.
7. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, ż e utrzymuje się wskaźnik wzglę dnie wielkość zadaną wartości żądanej minimalnie 3 g/m² do maksymalnie 25 g/m² na mokro.
8. 8. Sposób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e jako zasadową sól metalu stosuje się metaglinian sodowy a dla farb dekoracyjnych (masa perłowa, srebro i iryzujące farby) w wyższym stężeniu na danych zadrukowanych papierach dekoracyjnych nanosi się roztwór metaglinianu sodowego, woda albo mieszanina wody/zestawu składników w procesie wklęsłodruku z cylindrem typu fond na powierzchnię druków metalicznych.
9. 9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że metaglinian sodowy rozpuszcza się w gorącej wodzie o temperaturze >60°C, korzystnie zdemineralizowanej, dla wytworzenia mieszaniny o żądanym stężeniu.
10. 10. Sposób według zastrz. 8 albo 9, znamienny tym, że stosuje się metaglinian sodowy mający zawartość substancji stałej od 0,5 do maksymalnie 5%, w odniesieniu do całej gotowej do druku receptury.
11. 11. Sposób według zastrz. 8 albo 9, znamienny tym, że stosuje się metaglinian sodowy o wartości pH między pH 9 a 14, w zależności od wymagań.
12. 12. Sposób według zastrz. 8 albo 9, znamienny tym, że metaglinian sodowy w gotowym roztworze nanosi się na papier za pomocą cylindra typu fond w procesie wklęsłodruku w zależności od objętości fond i prędkości maszyny.
13. 13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że utrzymuje się wskaźnik względnie wielkość zadaną wartości żądanej minimalnie 3 g/m² do maksymalnie 25 g/m² na mokro.
14. 14. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że do impregnacji stosuje się aminoplastyczne żywice i pigmenty masy perłowej w postaci związków skalenia względnie kwasu krzemowego - dwutlenek silikonu, powleczone dwutlenkiem tytanu.
15. 15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że jako aminoplastyczne żywice stosuje się żywice melaminowo-formaldehydowe albo żywice mocznikowo-formaldehydowe.