專利名稱：具有很高不透明性的裝飾紙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含有二氧化鈦和滑石粉的顏料混合物的裝飾紙以及由此獲得的裝飾覆層材料。
裝飾覆層材料，也就是所謂的裝飾板或裝飾紙(該紙以合成樹脂浸漬)優(yōu)選是用作家具產(chǎn)品和室內(nèi)的表面覆層。已知裝飾板可以是以合成樹脂浸漬的進行印刷或不進行印刷的紙板，也可選擇對該紙板的表面進行處理。裝飾板膠結(jié)或粘接在背板上。
根據(jù)浸漬處理的種類，以完全浸漬的紙芯制成的裝飾板和通過預(yù)浸漬制成的裝飾板之間有明顯差別，在預(yù)浸漬處理中，紙僅在造紙機上局部進行浸漬。模制層壓材料(高壓層壓材料)是由幾層浸漬的紙壓制而制造的層狀物。這些模制層壓材料的結(jié)構(gòu)通常包括一透明層(覆層)，該透明層產(chǎn)生了極高的表面穩(wěn)定性；一裝飾紙，該裝飾紙用合成樹脂浸漬；以及一層或多層用酚醛樹脂浸漬的牛皮紙。模制纖維板和刨花板以及膠合板可以用作該層壓材料的基板。
在通過短周期方法制造的層壓材料(低壓層壓材料)中，用合成樹脂浸漬的裝飾紙通過低壓直接與基板例如刨花板一起壓制。用于上述覆層材料中的裝飾紙是白色或彩色的，還可以有或沒有其它的壓印圖案。
所謂的裝飾基紙有特別的要求，例如有很高不透明性，以便更好地覆蓋基板；薄板的結(jié)構(gòu)和克數(shù)均勻，以便均勻吸收樹脂；很高的光穩(wěn)定性；顏色的純度和均勻度較高，以便更好地再現(xiàn)所印刷的圖案；較高的濕強度，以便進行平穩(wěn)的浸漬操作；合適的吸收性，以便獲得所需的樹脂浸漬度；以及干態(tài)機械強度，該干態(tài)機械強度在造紙機的重繞操作和印刷機的印刷過程中是很重要的。
裝飾基紙通常由高白硫酸鹽紙漿制成，主要是硬木紙漿，有高達(dá)45％的顏料、填料、濕強度保持劑和固定劑。裝飾基紙與普通的紙不同，裝飾基紙中有更高含量的填料，并且沒有內(nèi)部膠料(sizing)或表面膠料，其通常用于紙中并有已知膠料劑例如烷基乙烯酮二聚物。
不透明性是裝飾基紙的一個最重要的特性。這是它覆蓋基板所需的特性。
裝飾基紙的高度不透明性也可以通過添加白色顏料而獲得。二氧化鈦通常用作白色顏料。該顏料能保證裝飾基紙的高度不透明性、高亮度和高白度。不過，缺點是二氧化鈦價格較高。
用其它白色顏料來代替二氧化鈦中的一部分或全部將對這些特性產(chǎn)生不利影響。合適的不透明性可以僅通過增加顏料含量而獲得。不過，顏料含量不能無限度的增加，因為這時將對一些物理特性產(chǎn)生不利影響，例如紙漿懸浮液的保持力、強度、耐光性和樹脂吸收性。
本發(fā)明的目的是提供一種便宜的裝飾紙，該裝飾紙在具有很高不透明性的同時還減少了二氧化鈦的含量。
該目的是通過用于裝飾覆層材料的裝飾基紙來獲得的，其中，所述裝飾基紙包含二氧化鈦和滑石粉的顏料混合物。根據(jù)本發(fā)明使用的滑石粉具有非常有限的顆粒尺寸分布，有D50小于大約3μm。這意味著50％重量的滑石粉顆粒的直徑小于約3μm。尤其優(yōu)選是，滑石粉的顆粒尺寸分布為D50小于大約2μm。
根據(jù)另一實施例，裝飾紙或裝飾板包括前述裝飾基紙。
根據(jù)本發(fā)明所用的滑石粉的比表面積大于大約30000m2/kg，或者根據(jù)特別優(yōu)選的實施例，該比表面積大于大約40000m2/kg。另一方面，普通的滑石粉的比表面積為8000至16000m2/kg。該比表面積是根據(jù)DIN66126確定的。
優(yōu)選是，顏料混合物中滑石粉的量為顏料總量的0.1至25％(重量比)。
預(yù)置在用于本發(fā)明的裝飾基紙的顏料混合物中的二氧化鈦可以是普通用于裝飾紙中的二氧化鈦。該二氧化鈦可由市場購得，并可以用于金紅石或銳鈦礦的變型。尤其優(yōu)選是采用金紅石類型的二氧化鈦。
也可以采用其它的填料，例如硫化鋅、碳酸鈣、高嶺土或它們的混合物。
在裝飾基紙中，填料的量可以達(dá)到紙重量的55％(重量比)，特別是11至50％(重量比)或20至45％(重量比)。本發(fā)明的裝飾基紙的重量可以是30至300g/m2，通常是40至200g/m2。該重量根據(jù)特定用途而選擇。
軟木紙漿(長纖維紙漿)或硬木紙漿(短纖維紙漿)可以用作纖維素紙漿，用于生產(chǎn)本發(fā)明的裝飾紙。也可以用棉纖維，或者是上述類型的纖維素的混合物。例如，比例為10∶90至90∶10的軟木紙漿和硬木紙漿的混合物，特別優(yōu)選是比例為30∶70至70∶30的軟木紙漿和硬木紙漿的混合物。根據(jù)Schopper-Riegler，該紙漿可以有20至60 SR的打漿(beating)度。
纖維素紙漿混合物優(yōu)選是有基于纖維素混合物重量的至少5％(重量比)的陽離子改性纖維素纖維含量。在纖維素紙漿混合物中含有10至50％(重量比)，尤其是10至20％(重量比)的陽離子改性纖維素含量被證明是特別有利的。
例如，陽離子改性纖維素紙漿可由期刊Das Papier，1980年第12卷第575-579頁可知。
在本發(fā)明的特定實施例中，在紙漿中包含的陽離子改性纖維素的有效陽離子電荷是20至300mmol/kg紙漿，這是根據(jù)Darmstadt理工大學(xué)的內(nèi)部方法no.4來測定的，優(yōu)選是，纖維素紙漿纖維的電荷密度是30至100mmol/kg。術(shù)語“有效陽離子電荷”是指與非陽離子化(non-cationized)的纖維素紙漿的電荷密度相平衡的電荷密度。纖維素紙漿的電荷密度取決于所用的陽離子劑的量，該陽離子化劑的量可以是0.005至200g/kg纖維素紙漿。
纖維素紙漿纖維的陽離子改性可以通過纖維與表氯醇樹脂和叔胺的反應(yīng)或者通過纖維與季銨氯化物的反應(yīng)而實現(xiàn)，該季銨氯化物例如氯代羥丙基-三甲基氯化銨或縮水甘油基三甲基氯化銨。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，采用了纖維素紙漿纖維，其通過使具有縮水甘油基功能組的季銨化合物與纖維素的羥基組進行附加反應(yīng)而實現(xiàn)陽離子改性。
根據(jù)本發(fā)明批量生產(chǎn)的裝飾紙可以含有濕強度劑例如聚酰胺/聚胺-表氯醇樹脂、其它聚胺衍生物或聚酰胺衍生物、陽離子聚丙烯酸酯、改性三聚氰氨-甲醛樹脂或陽離子化淀粉。這些都添加到紙漿懸浮液中。同樣，還可以添加助留劑和其它物質(zhì)，例如有機和無機顏料、染料、熒光增白劑和分散劑。
根據(jù)本發(fā)明批量生產(chǎn)的裝飾紙可以在Fourdrinier造紙機或Yankee造紙機上生產(chǎn)。這樣，纖維素紙漿混合物可以制成打漿度為30至45 SR、紙漿濃度為2至4％(重量比)的紙漿。在混合桶中，填料例如二氧化鈦和滑石粉以及濕強度劑添加到該纖維素紙漿混合物中并與該紙漿混合物很好地混合。這樣生成的濃紙漿稀釋成紙漿濃度為大約1％(重量比)，需要時，也可以添加其它添加劑例如助留劑、泡沫抑制劑、硫酸鋁和其它前述的添加劑。該稀釋的紙漿通過造紙機的料箱送入網(wǎng)部。形成無紡纖維，在排干水后生成裝飾基紙，然后使該裝飾基紙干燥。
為了生產(chǎn)裝飾紙，通過普通的合成樹脂分散劑對該裝飾基紙進行浸漬。例如，實現(xiàn)目的的普通合成樹脂分散劑包括基于聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚氯乙烯的合成樹脂分散劑或者基于酚醛預(yù)縮合物、尿素脲醛預(yù)縮合物或蜜胺甲醛預(yù)縮合物或它們的相容混合物的合成樹脂溶劑。
浸漬還可以在造紙機的涂膠壓制時實現(xiàn)。該裝飾基紙的浸漬可以該紙不完全浸漬的方式進行。這種裝飾紙也是預(yù)浸漬的。這時，通過浸漬而引入該裝飾基紙中的樹脂的量為紙的重量的25至30％(重量比)。
干燥后，浸漬的紙還可以進行涂覆和印刷，然后貼在基板例如木板上。該涂覆和可選擇地印刷而成的產(chǎn)品通常稱為裝飾板。
下面的實施例用于進一步解釋本發(fā)明。如果沒有另外說明，所給出的重量百分比的量是基于纖維素紙漿的重量。
實例1一種由70％(重量比)的桉樹紙漿和30％(重量比)的軟木硫酸鹽紙漿構(gòu)成的纖維素紙漿混合物與0.6％(重量比)的、作為濕強度劑的表氯醇樹脂、0.11％(重量比)的助留劑和0.03％(重量比)的泡沫抑制劑混合而作為基本混合物。后三個百分?jǐn)?shù)是基于紙漿的重量。該混合物的pH值通過硫酸鋁而調(diào)至6.5。然后，該混合物與55.8％(重量比)的二氧化鈦和5.2％(重量比)的滑石粉的顏料混合物混合。利用Fourdrinier造紙機，生成克數(shù)為105g/m2的裝飾紙。二氧化鈦的含量為33.5g/m2(重量比為31.9％)，滑石粉的含量為3.1g/m2(重量比為2.95％)。滑石粉的顆粒大小分布D50為1.9μm，比表面積為44300m2/kg。
實例2將50.3％(重量比)的二氧化鈦和14.7％(重量比)的滑石粉的顏料混合物添加到實例1中的基本混合物中。利用Fourdrinier造紙機，生成克數(shù)為105g/m2的裝飾紙。二氧化鈦的含量為30.2g/m2(重量比為28.8％)，滑石粉的含量為8.8g/m2(重量比為8.4％)?；鄣念w粒大小分布D50為1.9μm，比表面積為44300m2/kg。
實例3將64.5％(重量比)的二氧化鈦和3.3％(重量比)的滑石粉的顏料混合物添加到實例1中的基本混合物中。利用Fourdrinier造紙機，生成重量為105g/m2的裝飾紙。二氧化鈦的含量為38.7g/m2(重量比為36.5％)，滑石粉的含量為2.0g/m2(重量比為1.9％)。滑石粉的顆粒大小分布D50為1.9μm，比表面積為44300m2/kg。
實例4將53.9％(重量比)的二氧化鈦和11.3％(重量比)的滑石粉的顏料混合物添加到實例1中的基本混合物中。利用Fourdrinier造紙機，生成重量為105g/m2的裝飾紙。二氧化鈦的含量為32.3g/m2(重量比為30.8％)，滑石粉的含量為6.8g/m2(重量比為6.5％)?；鄣念w粒大小分布D50為1.5μm，比表面積為47100m2/kg。
對比實例1作為對比實例1，僅有62％(重量比)的二氧化鈦分散劑添加到實例1中的基本混合物中。利用Fourdrinier造紙機，生成重量為120g/m2且二氧化鈦的含量為37.2g/m2(重量比為31％)的裝飾紙。
對比實例2
將50.8％(重量比)的二氧化鈦和14.4％(重量比)的滑石粉的顏料混合物添加到實例1中的基本混合物中。在Fourdrinier造紙機上生成重量為105g/m2的裝飾紙。二氧化鈦的含量為30.5g/m2(重量比為29％)，滑石粉的含量為8.7g/m2(重量比為8.3％)?；鄣念w粒大小分布D50為3.7μm，比表面積為8600m2/kg。
利用Data Color的ACE顏色測量儀并根據(jù)DIN53146來確定實例B1至B4和對比實例V1和V2的紙試件的不透明性。裝飾基紙的二氧化鈦含量根據(jù)DIN54370確定。結(jié)果在下表中進行概括。
不透明性測量值結(jié)果顯示，即使二氧化鈦含量大幅度減小，根據(jù)本發(fā)明使用滑石粉也可以達(dá)到很高的不透明性。
權(quán)利要求
1.一種用于裝飾覆層材料的裝飾基紙，其特征在于該裝飾基紙包含二氧化鈦和滑石粉的顏料混合物，該滑石粉的顆粒尺寸分布D50為小于約3.0μm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝飾基紙，其特征在于該滑石粉的比表面積大于大約30000m2/kg。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝飾基紙，其特征在于該滑石粉的重量含量是顏料總量的0.1至25％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的裝飾基紙，其特征在于該紙包含陽離子改性纖維素纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝飾基紙，其特征在于該纖維素纖維是通過季銨化合物與縮水甘油基作用而改性的。
6.一種裝飾紙或裝飾板，包含根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的裝飾基紙。
全文摘要
一種用于裝飾覆層材料的裝飾基紙,包含二氧化鈦和滑石粉的顏料混合物,其中,滑石粉的顆粒尺寸分布D50為小于約3.0μm,該裝飾基紙和裝飾紙都有很高的不透明性。
文檔編號D21H17/67GK1354304SQ0113769
公開日2002年6月19日 申請日期2001年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月17日
發(fā)明者哈特穆特·舒爾茨 申請人:泰克諾賽爾裝飾兩合公司