PL195668B1

PL195668B1 - Arkusz papieru dekoracyjnego, sposób wytwarzania arkusza papieru dekoracyjnego i jego zastosowanie

Info

Publication number: PL195668B1
Application number: PL98334832A
Authority: PL
Inventors: Claude Perrin; Jean-Yves Godet
Original assignee: Arjo Wiggins Sa
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 2007-10-31
Also published as: FR2771759A1; CA2279395A1; HUP0001788A3; WO1999028554A1; EP0964956A1; PL334832A1; CA2279395C; PT964956E; EP2050870A1; DE09152072T1; ES2326290T3; DE69840806D1; ATE430836T1; EP0964956B1; HUP0001788A2; FR2771759B1; US6709764B1

Abstract

1. Arkusz papieru dekoracyjnego, impregnowany zywica termoutwardzalna, którego gramatura arkusza wynosi od 50 do 150 g/m 2 , korzystnie od 60 do 100 g/m 2 , zawierajacy: - wlókna celulozowe podzielone pomiedzy od 40 do 100%, korzystnie od 80 do 100% wagowych wlókien krótkich i od 0 do 60%, korzystnie od 0 do 20% wagowych wlókien dlugich; - od 0,2 do 1%, korzystnie od 0,4 do 0,5% suchego ciezaru, w stosunku do ciezaru arkusza, srodka zapewniajacego wytrzymalosc na mokro; - od 5 do 50% czastek dekoracyjnych i/lub pigmentowych srodków barwiacych lub barwników organicznych i/lub zmet- niajacych napelniaczy, suchego ciezaru w stosunku do arkusza, znamienny tym, ze zawiera kompozycje co najmniej jednego polimeru o charakterze hydrofilowym w ilosci od 4 do 20% suchego ciezaru polimeru w stosunku do ciezaru arkusza i ze war- tosc absorpcji wody 60-sekund Cobb dla arkusza jest mniejsza niz gramatura tego arkusza najwyzej o 40% i jako zmetniajacy napelniacz zawiera dwutlenek tytanu i jest impregnowany zywica. 15. Sposób wytwarzania, droga mokra, arkusza papieru dekoracyjnego impregnowanego zywica termoutwardzalna, którego gramatura arkusza wynosi od 50 do 150 g/m 2 , korzystnie od 60 do 100 g/m 2 , wartosc absorpcji wody 60-sekund Cobb dla arkusza jest mniejsza niz gramatura tego arkusza najwyzej o 40%, znamienny tym, ze obejmuje nastepujace etapy: - wytwarzanie arkusza, na maszynie papierniczej z wodnej zawiesiny wlókien celulozowych, podzielonych pomiedzy od 40 do 100%, korzystnie od 80 do 100% wagowych wlókien krótkich i od 0 do 60%, korzystnie od 0 do 20% wagowych wlókien dlugich, od 0,2 do 1%, korzystnie od 0,4 do 0,5% suchego ciezaru, w stosunku do arkusza, srodka zapewniajacego wytrzyma- losc na mokro i od 5 do 50% czastek dekoracyjnych i/lub pigmentowych srodków barwiacych lub barwników organicznych i/lub zmetniajacych napelniaczy, szczególnie dwutlenku tytanu, suchego ciezaru w stosunku do arkusza i ewentualnie innych dodat- ków zwykle uzywanych w tych arkuszach, - odsaczanie arkusza i, ewentualnie, suszenie arkusza, - impregnowanie zywica wytworzonego arkusza, stosujac prase do zaklejania, z od 4 do 20% suchego ciezaru, w sto- sunku do arkusza, zwlaszcza od 2 do 10 g/m 2 suchego ciezaru, kompozycji w srodowisku wodnym, zawierajacej jeden lub wiecej polimerów o charakterze hydrofilowym i zawartosci cial stalych w kompozycji wynoszacej pomiedzy 5 i 20% wagowych, - odsaczenie i suszenie arkusza. 17. Zastosowanie arkusza dekoracyjnego okreslonego jak w zastrz. 1, do wytwarzania laminowanego dekoracyjnego profilu lub panelu jako laminatu niskocisnieniowego. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy arkusza papieru dekoracyjnego impregnowanego żywicą termoutwardzalną, sposobu jego wytwarzania oraz jego zastosowania jako laminatu. Ten arkusz stosuje się do wytwarzania laminowanych dekoracyjnych płyt lub profilu formowanego. Wynalazek dotyczy arkuszy dekoracyjnych impregnowanych żywicą termoutwardzalną jak również laminowanych dekoracyjnych płyt lub profilu formowanego zawierających te arkusze.

Laminowane dekoracyjne płyty lub profil formowany (zwane też „laminatami”) stosowano od wielu lat jako materiały w mieszkaniach i w pomieszczeniach handlowych i przemysłowych. Typowymi zastosowaniami takich laminatów są okładziny mebli, górnej powierzchni stołów, krzeseł i innych artykułów lub pokrycia podłogowe takie jak, w szczególności, pokrycia imitujące parkiet.

Istnieją dwa główne typy dekoracyjnych „laminatów”, a mianowicie tak zwane wysokociśnieniowe „laminaty” i tak zwane niskociśnieniowe „laminaty”.

Tak zwane wysokociśnieniowe dekoracyjne laminaty wytwarza się z rdzenia złożonego z arkuszy impregnowanych żywicą. Arkusze te są zwykle wykonane z papieru pakowego (siarczanowego), impregnowanego żywicą termoutwardzalną, zwykle żywicą fenolową.

Po zaimpregnowaniu arkuszy żywicą suszy się je, tnie i układa jeden na drugim. Ilość arkuszy w stosie zależy od zastosowań i waha się pomiędzy trzema i dziesięcioma lecz może być większa niż ten zakres.

Następnie, stos arkuszy tworzących rdzeń układa się na arkuszu dekoracyjnym. Zwykle na wierzchu arkusza dekoracyjnego umieszcza się ochronny arkusz pokrywający, zwany „nakładką”, bez jakiegokolwiek wzoru i przezroczysty w końcowym laminacie, aby poprawić odporność laminatu na ścieranie.

Następnie, zaimpregnowane arkusze umieszcza się w prasie laminacyjnej, której płyty dociskowe są zaopatrzone w arkusze metalowe nadające laminatowi jego wykończenie powierzchniowe. Następnie stos utwardza się przez ogrzewanie w temperaturze około 110°C do 170°C i przez nacisk pod ciśnieniem około 5,5 MPa do 11 MPa, w ciągu około 25 do 60 minut, aby uzyskać jednorodną strukturę.

Następnie, tę strukturę przymocowuję się do bazowego podłoża, na przykład łącząc ją środkiem wiążącym ze wspomnianym podłożem, takim jak płyta wiórowa, szczególnie drewniana płyta wiórowa.

Tak zwane niskociśnieniowe laminaty dekoracyjne wytwarza się stosując tylko arkusz dekoracyjny impregnowany żywicą termoutwardzalną i nieobowiązkowo arkusz nakładkowy, które laminuje się bezpośrednio z bazowym podłożem, takim jak płyta, w krótkim cyklu, w temperaturze około 160 do 170°C i pod ciśnieniem 1,25 MPa do 3 MPa.

Impregnowalny arkusz dekoracyjny stosowany do wytwarzania laminatów jest zwykle arkuszem papieru wytworzonym w maszynie papierniczej, zawierającym włókna celulozowe i nieobowiązkowo włókna syntetyczne, przy czym włókna celulozowe obejmują od 40 do 100%, korzystnie od 80 do 100% wagowych włókien krótkich i od 0 do 60%, korzystnie od 0 do 20% wagowych włókien długich, od 0,2 do 1%, korzystnie od 0,4 do 0,5% suchego ciężaru w stosunku do arkusza, środka zapewniającego wytrzymałość w stanie mokrym i od 5 do 50% suchego ciężaru w stosunku do arkusza, cząstek dekoracyjnych, na przykład pigmentów opalizujących i/lub pigmentowych środków barwiących lub barwników organicznych i/lub zmętniających napełniaczy takich jak dwutlenek tytanu, szczególnie typu rutylu, przy czym wspomniany zmętniający napełniacz, taki jak dwutlenek tytanu stosuje się w ilościach korzystnie co najmniej 15%, a zwykle pomiędzy około 15 i 40% w stosunku do ciężaru arkusza. Może on też zawierać inne dodatki stosowane zwykle w papiernictwie, a szczególnie środki retencyjne lub specjalne środki, takie jak produkty zasadowe pozwalające regulować takie właściwości jak kształtowanie wtórne.

Te arkusze dekoracyjne nie zawierają klejonki, nie są poddawane żadnej obróbce powierzchniowej, gdyż muszą posiadać zdolność dużego pochłaniania w stosunku do żywicy termoutwardzalnej, którą będą impregnowane.

Ponadto, na tym arkuszu może być nadrukowana dekoracja, na przykład dekoracja imitująca drewno lub jakakolwiek inna ozdobna dekoracja.

Następnie, ten arkusz impregnuje się żywicą termoutwardzalną lecz trwałą termicznie (nie żółknącą), zwykłe żywicami melaminowo-formaldehydowymi lub mocznikowo-formaldehydowymi lub czasem żywicami benzoguanamino-formaldehydowymi lub nienasyconymi żywicami poliestrowymi. W drugim etapie, zaimpregnowany arkusz ogrzewa się, a żywica ulega częściowemu usieciowaniu (utwardzaniu termicznemu), w taki sposób, że żywica nie jest już kleista i arkusz można poddawać

PL 195 668 B1 obróbce. Taki dekoracyjny arkusz zaimpregnowany częściowo utwardzoną żywicą nazywany jest w technice „folią dekoracyjną” lub „folią dekorującą” lub „folią z żywicą melaminową”.

Ten drugi etap obejmuje zwykle ogrzewanie arkusza w temperaturach około 110 do 140°C i jest regulowany, tak, aby żywica podczas końcowego laminowania folii dekoracyjnej wpłynęła właściwie do arkusza, mierząc zawartość substancji lotnych pozostałych w folii dekoracyjnej, gdyż ta folia zawiera wówczas pewien procent - około 5 do 8% produktów lotnych (wodę będącą rozpuszczalnikiem żywicy, wodę powstającą podczas chemicznej kondensacji żywicy, pozostałość formaldehydu, pozostałości innych produktów, itd.). Te substancje lotne określają związki, które będą usunięte podczas całkowitego utwardzania żywicy, podczas laminowania folii dekoracyjnej.

Żywica, po całkowitym utwardzeniu termicznym, zapewni, po laminowaniu, odporność powierzchniową końcowego laminatu (odporność na ścieranie, odporność na plamienie, na działanie pary wodnej i chemikalii, takich jak rozpuszczalniki, kwasy i zasady, itd.).

Ponadto, ten arkusz po zlaminowaniu musi odznaczać się bardzo dużym stopniem odporności na światło, gdyż jest prawie ciągle wystawiony na działanie promieniowania świetlnego z uwagi na zastosowanie jako okładzina powierzchniowa; związki, z których się składa muszą być więc wybrane pod kątem uzyskania takiej odporności na światło, która jest korzystnie większa lub równa 6 na skali błękitów, zgodnie z normą ISO 4586-2.16.

Dodatkowo, ten arkusz musi umożliwić uzyskanie matowej folii dekoracyjnej po laminowaniu, gdyż jest ważne, aby nie można było zobaczyć, poprzez wspomniany arkusz, bazowego podłoża i/lub arkuszy papieru pakowego, z którymi zlaminowano impregnowany arkusz dekoracyjny i aby nie nastąpiło zakłócenie dekoracji arkusza. Dlatego też jest konieczne, aby arkusz dekoracyjny był jak najbardziej matowy.

W przypadku białej dekoracji, dla której stosuje się bardzo biały napełniacz zmętniający, taki jak dwutlenek tytanu, należy wówczas użyć dużych ilości (około 40% wagowych w stosunku do arkusza) napełniaczy, takich jak dwutlenek tytanu, aby uzyskać tę matowość. Istotnie, po impregnacji i laminowaniu, jedynie dwutlenek tytanu zapewnia matowość, gdyż z uwagi na współczynnik refrakcji celulozy bliski współczynnikowi dla żywicy, włókna celulozowe stają się przezroczyste tym bardziej im większa jest ilość żywicy.

Jest więc konieczne wprowadzenie jak największej ilości napełniacza, takiego jak dwutlenek tytanu lecz jest to kosztowne i obniża właściwości mechaniczne arkusza.

W celu zmniejszenia kosztu folii dekoracyjnej próbuje się zminimalizować ilość żywicy zaabsorbowanej przez arkusz przy równoczesnym utrzymaniu właściwości mechanicznych i odporności powierzchniowej laminatu dekoracyjnego, które nadaje mu żywica utwardzana termicznie.

To zagadnienie jest szczególnie ważne w przypadku niskociśnieniowych laminowanych płyt dekoracyjnych lub profilu formowanego, gdyż impregnowany arkusz dekoracyjny jest laminowany bezpośrednio na płycie podłoża.

W europejskim zgłoszeniu patentowym nr EP 677401 rozpatrywano te zagadnienia proponując arkusz dekoracyjny zawierający klejonkę i tworząc korzystnie gradient absorpcji żywicy termoutwardzalnej, tak, aby górna część arkusza zawierała więcej żywicy niż część niższa, bliższa laminatowi. Klejonka, z uwagi na swoje działanie hydrofobowe, zapobiega całkowitej penetracji żywicy impregnującej do arkusza. Klejonkę dodaje się do masy lub na powierzchni, w sposób zróżnicowany lub tworząc dwie warstwy, przy czym niższa warstwa zawiera klejonkę.

Jednakże zauważono, że to ostatnie rozwiązanie jest trudne do wprowadzenia, nie zawsze umożliwia równomierne wnikanie żywicy do arkusza i może prowadzić do defektów w wyglądzie laminowanej płyty dekoracyjnej, szczególnie w przypadku niskociśnieniowych laminowanych płyt dekoracyjnych.

Celem wynalazku jest rozwiązanie tych zagadnień i otrzymanie arkusza papieru dekoracyjnego, który można stosować w dekoracyjnych laminatach i który zapewnia dużą matowość końcowego dekoracyjnego laminatu i pozwała uzyskać laminat dekoracyjny bez żadnych defektów w jego wyglądzie.

Zgłaszający stwierdził, że cel wynalazku osiąga się jeśli arkusz papieru ma wartość absorpcji wody 60 sekund-Cobb lub COBB60, określoną zgodnie z normą ISO 535, mniejszą niż gramatura wspomnianego arkusza o najwyżej 40%, podczas gdy arkusze zgodnie z dotychczasowym stanem techniki i bez klejonki, złożone prawie wyłącznie z włókien celulozowych, mają zawsze wartość absorpcji wody 60 sekund-Cobb równą lub większą od ich gramatury.

PL 195 668 B1

Tak więc, wydaje się, że zwilżalność arkusza jest utrzymana, a przez to żywica termoutwardzalna rozkłada się równomiernie w arkuszu i, ponadto, że zdolność arkusza do absorbowania żywicy termoutwardzalnej jest zmniejszona.

Bardziej szczegółowo, wynalazek zapewnia arkusz papieru dekoracyjnego, zaimpregnowany żywicą termoutwardzalną, zawierający od 5 do 50%, w stosunku do suchego ciężaru arkusza, cząstek dekoracyjnych i/lub pigmentowych środków barwiących lub organicznych barwników i/lub zmętniających napełniaczy, szczególnie dwutlenku tytanu, znamienny tym, że wartość absorpcji wody 60 sekund-Cobb dla wspomnianego arkusza, określona zgodnie z normą ISO 535, (woda, 1 minuta, 23°C) jest mniejsza niż gramatura wspomnianego arkusza o najwyżej 40%, a bardziej szczególnie, o co najmniej 5%.

Korzystnie, wartość COBB60 wynosi od 10 do 35% mniej niż gramatura wspomnianego arkusza.

W jednej korzystnej realizacji arkusz obejmuje kompozycję co najmniej jednego polimeru o charakterze hydrofilowym. Hydrofilowy charakter kompozycji może pochodzić od chemicznych cech samego wspomnianego polimeru lub od środków emulgujących, gdy wspomniany polimer jest polimerem nierozpuszczalnym w wodzie, użytym w postaci wodnej dyspersji.

Hydrofilowy charakter wspomnianej kompozycji lub wspomnianego polimeru jest więc kontrolowany (ani zbyt duży ani zbyt mały), tak, aby zmniejszyć wartość absorpcji wody 60-sekund Cobb do wartości w powyżej podanych granicach, a mianowicie najwyżej o 40% mniej w stosunku do gramatury wspomnianego arkusza.

Hydrofilowy charakter wspomnianej kompozycji lub wspomnianego polimeru umożliwia też zmniejszenie wartości absorpcji wody 60-sekund Cobb wspomnianego arkusza, określonej zgodnie z normą ISO 535 (woda, 1 minuta, 23°C) najwyżej o 35% w stosunku do wartości absorpcji wody 60-sekund Cobb dla tego samego arkusza nie zawierającego wspomnianej kompozycji, a korzystnie o co najmniej 5%.

Niniejszy wynalazek zapewnia też więc arkusz papieru dekoracyjnego, impregnowany żywicą termoutwardzalną, zawierający od 5 do 50% cząstek dekoracyjnych i/lub pigmentowych środków i barwiących i/lub organicznych barwników lub zmętniających napełniaczy, szczególnie dwutlenku tytanu, według suchego ciężaru w stosunku do arkusza, charakteryzujący się tym, że zawiera kompozycję co najmniej jednego polimeru o charakterze hydrofilowym, a wartość absorpcji wody 60-sekund Cobb dla arkusza, określona zgodnie z normą ISO 535, jest najwyżej o 35% mniejsza niż wartość absorpcji wody 60-sekund Cobb dla tego samego arkusza nie zawierającego wspomnianego(-nych) polimeru(-rów).

Korzystnie, gramatura arkusza zawierającego wspomnianą kompozycję polimerową, wynosi od 50 do 150 g/m², korzystnie od 60 do100 g/m².

Zgodnie ze szczególnym przypadkiem, arkusz zawiera od 4 do 20% wagowych wspomnianego(-nych) polimeru(-rów) w stosunku do arkusza, szczególnie od 2 do 10 g/m² w stosunku do suchego ciężaru wspomnianego(-nych) polimeru(-rów).

Korzystnie, wspomniana kompozycja zawiera nierozpuszczalny w wodzie polimer w postaci wodnej dyspersji.

Również korzystnie, wspomniany nierozpuszczalny w wodzie polimer jest polimerem o charakterze hydrofilowym. Jako nierozpuszczalny w wodzie polimer o charakterze hydrofilowym należy wymienić polimery wybrane spośród polimerów octanu winylu, a szczególnie kopolimery octan winylu/octan butylu, kopolimery octan winylu/etylen lub kopolimery estrów akrylowych, szczególnie kopolimery octan etylu/akrylonitryl/metakrylan lub także ich mieszanki. Inne nierozpuszczalne w wodzie polimery o charakterze hydrofilowym, znane jako środki wiążące, chociaż według wynalazku nie powodują pożądanego skutku technicznego, są zgodne z zastosowaniem według niniejszego wynalazku, szczególnie jeśli nie osłabiają dobrej odporności na światło i dekoracyjnego laminatu, która korzystnie jest większa lub równa 6 na skali błękitów, zgodnie z normą ISO 4586-2.16.

Można też stosować kompozycję polimerową obejmującą, w postaci mieszaniny, wodną dyspersję nierozpuszczalnego w wodzie polimeru i wodny roztwór rozpuszczalnego w wodzie polimeru, specjalnie polimeru poli(alkoholu winylowego).

Bardziej szczególnie, kompozycja może obejmować od 60 do 95% suchego ciężaru nierozpuszczalnego w wodzie polimeru i od 5: do 20% suchego ciężaru rozpuszczalnego w wodzie polimeru. Wspomniany rozpuszczalny w wodzie polimer może pomagać w poprawie jednorodności wyglądu i odporności na parę wodną końcowej płyty i w skróceniu czasu wymaganego dla zaimpregnowania arkusza żywicą termoutwardzalną.

PL 195 668 B1

Wspomniany polimer wprowadza się korzystnie do arkusza w procesie impregnacji, specjalnie stosując prasę do zaklejania zawierającą wspomniany polimer w środowisku wodnym. Można też użyć wszelkie inne rodzaje zastosowania pozwalające na dobrą penetrację folii przez polimer. Działająca kompozycja może też zawierać typowe dodatki papiernicze, specjalnie środki regulujące lepkość i środki przeciwpieniące.

Zawartość ciał stałych i lepkość kompozycji może być regulowana przez specjalistów w tej dziedzinie zależnie od użytego sposobu zastosowania i od ilości wspomnianego polimeru i wprowadzanej do arkusza.

Ewentualnie, wspomniany polimer można dodać, w masie, do skrzynki masy w maszynie papierniczej.

Korzystnie, zmętniającymi napełniaczami są pigmenty dwutlenku tytanu, występujące w ilości od 20 do 45%, bardziej szczególnie od 30 do 40% suchego ciężaru arkusza. Można stosować inne białe napełniacze, takie jak kaolin lub talk, bądź jako dodatek do dwutlenku tytanu lub jako mieszanina z pigmentowymi środkami barwiącymi.

W jednej realizacji arkusz papieru według wynalazku obejmuje:

- włókna celulozowe i, nieobowiązkowo, włókna syntetyczne, przy czym włókna celulozowe podzielone pomiędzy od 40 do 100%, korzystnie od 80 do 100% wagowych włókien krótkich i od 0 do 60%, korzystnie od 0do 20% wagowych włókien długich,

- od 0,2 do 1%, korzystnie od 0,4 do 0,5% suchego ciężaru w stosunku do ciężaru arkusza, środka zapewniającego wytrzymałość na mokro.

Wynalazek zapewnia również arkusz papieru dekoracyjnego impregnowany częściowo sieciowaną żywicą termoutwardzalną (folię dekoracyjną), charakteryzujący się tym, że zawiera wspomniany arkusz dekoracyjny ze wspomnianym polimerem i że zawiera najwyżej 50%, a korzystnie co najmniej 40%, nawet bardziej korzystnie co najmniej 45% wagowych żywicy termoutwardzalnej w stosunku do ciężaru arkusza zaimpregnowanego żywicą, łącznie ze związkami lotnymi.

Impregnowany arkusz dekoracyjny według wynalazku może się również charakteryzować tym, że zawiera najwyżej 50%, a korzystnie co najmniej 40%, nawet bardziej korzystnie co najmniej 45% wagowych żywicy termoutwardzalnej w stosunku do ciężaru arkusza zaimpregnowanego żywicą, włącznie ze związkami lotnymi oraz ilość dwutlenku tytanu mniejszą niż 40%, korzystnie mniejszą niż 35% w stosunku do suchego ciężaru arkusza i odznacza się matowością identyczną jak matowość arkusza dekoracyjnego o takiej samej gramaturze przed impregnacją wspomnianą żywicą i zawierającego ilość dwutlenku tytanu równą co najmniej 40% suchego ciężaru arkusza i więcej niż 50% wspomnianej żywicy w stosunku do ciężaru arkusza zaimpregnowanego żywicą, włącznie ze związkami lotnymi.

W szczególności, żywicę termoutwardzalną wybiera się spośród żywic melaminowo-formaldehydowych i żywic mocznikowo-formaldehydowych lub spośród żywic benzoguanamino-formaldehydowych i nienasyconych żywic poliestrowych lub ich mieszanek.

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest także sposób wytwarzania, drogą mokrą, wspomnianego arkusza dekoracyjnego, polegający na tym, że obejmuje następujące etapy:

- wytworzenie arkusza na maszynie papierniczej z wodnej zawiesiny włókien celulozowych i, nieobowiązkowo, włókien syntetycznych i z 5 do 50% suchego ciężaru w stosunku do arkusza, dekoracyjnych cząstek i/lub pigmentowych środków barwiących lub organicznych barwników i/lub zmętniających napełniaczy, szczególnie dwutlenku tytanu i, ewentualnie, innych dodatków stosowanych zwykle w tych arkuszach

- odsączenie arkusza i, nieobowiązkowo, suszenie,

- impregnowanie wytworzonego arkusza, stosując prasę do zaklejania, kompozycją w środowisku wodnym zawierającą jeden lub więcej wspomnianych polimerów,

- odsączenie i suszenie arkusza.

Zgadnie ze szczególnym przypadkiem, sposób obejmuje następujące etapy:

- wytworzenie arkusza na maszynie papierniczej z wodnej zawiesiny włókien celulozowych i nieobowiązkowo włókien syntetycznych, przy czym włókna dzielą się pomiędzy od 40 do 100%, korzystnie od 80do 100% włókien krótkich i od 0do 60%, korzystnie od 0do 20% włókien długich, od 0,2 do 1%, korzystnie od 0,4 do 0,5% suchego ciężaru w stosunku do arkusza, środka zapewniającego wytrzymałość na mokro i od 5 do 50% suchego ciężaru w stosunku do arkusza, cząstek dekoracyjnych i/lub pigmentowych środków barwiących lub organicznych barwników i/lub zmętniających napełniaczy, szczególnie dwutlenku tytanu, i ewentualnie innych dodatków zwykle stosowanych w tych arkuszach,

PL 195 668 B1

- odsączenie arkusza i, nieobowiązkowo, suszenie

- impregnowanie wytworzonego arkusza, stosując prasę do zaklejania, przy pomocy od 4 do 20% suchego ciężaru, specjalnie od 2 do 10 g/m² suchego ciężaru, w stosunku do arkusza, kompozycji w środowisku wodnym, zawierającej jeden lub więcej wspomnianych polimerów, zawartość ciał stałych w kompozycji wynosi specjalnie pomiędzy 5 i 20% wagowych,

- odsączenie i suszenie arkusza.

W jednym, szczególnym przypadku, wynalazek zapewnia także sposób wytwarzania arkusza dekoracyjnego impregnowanego częściowo sieciowaną żywicą termoutwardzalną (folia dekoracyjna), charakteryzujący się tym, że stosuje się opisany powyżej arkusz dekoracyjny i tym, że wspomniany arkusz jest impregnowany żywicą termoutwardzalną i tym, że żywica jest częściowo sieciowana, a zawartość związków lotnych wynosi od 5 do 6% wagowych arkusza.

Arkusz dekoracyjny, opisany powyżej jest też stosowany jako laminowana płyta dekoracyjna lub profil.

W szczególności, ta laminowana płyta dekoracyjna lub profil jest niskociśnieniowym laminatem, który można wytwarzać tradycyjnie, jak opisano na wstępie.

Wynalazek umożliwia więc zmniejszenie zapotrzebowania żywicy termoutwardzalnej i poprawę matowości folii dekoracyjnej, utrzymując zadowalające właściwości końcowego laminatu, jak wskazują następujące nie ograniczające przykłady.

P r zyk ł a dy:

Porównawczy Przykład Kontrolny 1:

Etap 1: Kontrolny arkusz papieru wytwarza się zgodnie z dotychczasowym stanem techniki:

Arkusz papieru wytwarza się na maszynie papierniczej typu Fourdrinier mieszając w masie z zawiesiną włókien celulozowych w środowisku wodnym 0,5%, w stosunku do arkusza, środka zapewniającego wytrzymałość na mokro (żywicy poliamido-poliamino-epichlorohydrynowej) i pigmenty dwutlenku tytanu w takich ilościach, aby ich zawartość w papierze wynosiła w przybliżeniu 40%. Zawartość dwutlenku tytanu określa zawartość popiołu w 800°C, dwutlenek tytanu jest bowiem jedynym związkiem nieorganicznym, a więc nie spalającym się, w papierze obok pozostałości w masie papierniczej (w bardzo małych ilościach).

Arkusz formuje się i suszy.

Etap 2: Stosując laboratoryjne urządzenie do impregnowania, impregnuje się arkusz mieszaniną żywic termoutwardzalnych (żywica mocznikowo-formaldehydowa i melamino-formaldehydowa) w roztworze wodnym. Następnie prowadzi się częściowe sieciowanie żywicy (utwardzanej termicznie) w celu otrzymania żywicy o zawartości związków lotnych 6,5% wagowych.

Zawartość części lotnych oznacza się ogrzewając arkusz impregnowany żywicą w 160°C przez pięć minut; zawartość ta odpowiada stosunkowi różnicy pomiędzy ciężarem arkusza przed wprowadzeniem do pieca i jego ciężarem po opuszczeniu pieca do ciężaru arkusza przed wprowadzeniem do pieca.

Etap 3: Laminat wytwarza się w laboratorium łącząc otrzymany arkusz z płytą wiórową i poddając zestaw działaniu temperatury 180°C w ciągu jednej minuty pod ciśnieniem 2,5 MPa.

Porównawczy Przykład 2:

Etap 1: Powtarza się wytwarzanie arkusza papieru w oparciu o etap 1 Przykładu 1 lecz impregnuje się go w prasie do zaklejania wodną kompozycją obejmującą polimer o charakterze hydrofobowym, użyty w postaci trwałej dyspersji wodnej. Jest to kopolimer akrylanu butylu i styrenu. Zawartość ciał stałych w tej kompozycji wynosi 10% wagowych.

Arkusz suszy się.

Etapy 2 i 3 prowadzi się tak jak w Przykładzie 1.

Gdy prowadzi się etap 2, impregnacji arkusza żywicą termoutwardzalną, impregnacja jest słaba i po etapie 3 stwierdza się, że uzyskany laminat ma wygląd plamisty.

Wartość absorpcji wody 60-sekund Cobb arkusza obniża się od 73 g/m² do 29 g/m², tj. stanowi spadek o 60%; jest to wyraźnie mniejsza wartość niż dla arkusza kontrolnego, a więc jest zbyt niska dla arkusza, aby mógł być właściwie zaimpregnowany i aby wytwarzane płyty dekoracyjne miały właściwy wygląd.

P r zyk ł a d 3:

Etap 1: Powtarza się wytwarzanie arkusza papieru z etapu 1 Przykładu 1, lecz impregnuje się go w prasie do zaklejania wodną kompozycję zawierającą mieszaninę wodnej dyspersji polimeru nierozpuszczalnego w wodzie, o charakterze hydrofilowym, znanego jako środek wiążący, i roztworu

PL 195 668 B1 poli(alkoholu winylowego). Polimerem nierozpuszczalnym w wodzie jest kopolimer octanu winylu z etylenem. Zawartość ciał stałych w tej kompozycji wynosi 10% wagowych wspomnianego polimeru rozpuszczalnego w wodzie i 90% wagowych wspomnianego polimeru nierozpuszczalnego w wodzie.

Arkusz suszy się.

Etap 2, impregnacji żywicą termoutwardzalną, i etap 3, laminowania, prowadzi się następnie tak jak w Przykładzie 1.

P r z y k ł a d 4:

Etap 1: Powtarza się wytwarzanie arkusza papieru z etapu 1 Przykładu 1, lecz impregnuje się go w prasie do zaklejania wodną kompozycją zawierającą polimer o charakterze hydrofilowym, znany jako środek wiążący, użyty w postaci trwałej dyspersji wodnej. Polimerem tym jest kopolimer octanu winylu i octanu butylu. Zawartość ciał stałych w tej kompozycji wynosi 10% wagowych.

Arkusz suszy się.

Etap 2, impregnacji żywicą termoutwardzalną i etap 3, laminowania, prowadzi się następnie tak jak w Przykładzie 1.

P r z y k ł a d 5.

Etap 1: Powtarza się wytwarzanie arkusza papieru z etapu Przykładu 1, lecz impregnuje się go w prasie do zaklejania wodną kompozycją zawierającą mieszaninę wodnej dyspersji nierozpuszczalnego w wodzie polimeru o charakterze hydrofilowym, znanego jako środek wiążący, i wodnego roztworu poli(alkoholu winylowego). Tym polimerem nierozpuszczalnym w wodzie jest kopolimer estrów akrylowych (kopolimer octanu etylu, akrylonitrylu i metakrylanu). Zawartość ciał stałych w tej kompozycji wynosi 10% wagowych.

Zawartość ciał stałych w tej kompozycji obejmuje 10% wagowych wspomnianego polimeru rozpuszczalnego w wodzie i 90% wagowych wspomnianego polimeru nierozpuszczalnego w wodzie.

Arkusz suszy się.

Porównawczy Przykład 6:

Etap 1: Powtarza się wytwarzanie arkusza papieru z etapu 1 Przykładu 1 lecz impregnuje się go w prasie do zaklejania wodną kompozycją zawierającą polimer o bardzo hydrofilowym charakterze. Jest to poli(alkohol winylowy) w roztworze wodnym. Zawartość ciał stałych w tej kompozycji wynosi 10% wagowych.

Arkusz suszy się.

Etapy 2 i 3 prowadzi się tak jak w Przykładzie 1.

W tym przykładzie nie można było zmniejszyć zapotrzebowania żywicy. Wartość absorpcji wody 60-sekund Cobb arkusza jest większa niż jego gramatura i większa niż wartość COBB60 w próbie kontrolnej.

Wyniki:

Dane i wyniki badań związanych z tymi Przykładami 1do 6 podaje Tabela 1.

Te przykłady wskazują, że przy stałej zawartości dwutlenku tytanu na metr kwadratowy, papiery zaimpregnowane polimerem, który obniża wartość absorpcji wody 60-sekund Cobb arkusza, oznaczoną zgodnie z normą ISO 535, o najwyżej 40% w stosunku do gramatury arkusza, a bardziej szczególnie o najwyżej 35% w stosunku do wartości absorpcji wody 60-sekund Cobb dla takiego samego arkusza jeszcze nie zaimpregnowanego wspomnianym polimerem, odznaczają się obniżonym zapotrzebowaniem żywicy w porównaniu do nie poddanego obróbce papieru kontrolnego, i że ich matowość w płycie laminowanej jest wyższa niż w próbie kontrolnej i że wygląd uzyskanego laminatu nie ulega pogorszeniu.

Kontrolny Przykład 7 i Przykład 8:

Przykład 8 realizuje się zgodnie z Przykładem 3, z taką samą wodną kompozycją hydrofilowego kopolimeru octanu winylu z etylenem i polimeru poli(alkoholu winylowego).

Kontrolny Przykład 7 realizuje się z papierem wytworzonym w warunkach Przykładu 1.

Dane i wyniki badań związanych z tymi przykładami podano w Tabeli 2.

Ponadto sprawdzono, że odporność na ścieranie laminatu według Przykładu 8, poddanego działaniu polimeru hydrofilowego, nie jest gorsza lub jest tylko bardzo nieznacznie gorsza. Sprawdzono również, nie na powierzchni laminatu nie występują pęknięcia i że laminat ma dobrą wytrzymałość na rozdarcie.

PL 195 668 B1

Przykład 8, obejmujący działanie polimeru hydrofilowego, wskazuje, że zapotrzebowanie żywicy zmniejsza się w przypadku arkusza poddanego obróbce polimerem hydrofilowym w porównaniu do arkusza nie poddanego obróbce, a matowość oprócz tego wzrasta.

Porównanie pomiędzy Przykładem 8, obejmującym obróbkę polimerem hydrofilowym 1 kontrolnym Przykładem 7 wskazuje, że dla porównywalnej gramatury, używa się mniej dwutlenku tytanu na metr kwadratowy uzyskując wciąż porównywalną matowość.

Obróbka polimerem hydrofilowym pozwala więc na zmniejszenie zapotrzebowania żywicy dla arkusza i zawartości dwutlenku tytanu, uzyskując wciąż folię dekoracyjną o dobrej matowości po laminowaniu i laminat o jednolitym wyglądzie. Oprócz tego, właściwości odporności powierzchni laminatu pozostają na dobrym poziomie.

Opis i Warunki Prowadzenia Badań:

- Gramaturę arkuszy określa się zgodnie z normą ISO 536 po ich kondycjonowaniu zgodniez normą ISO 187. Jest to gramatura arkusza po obróbce wspomnianym polimerem lecz przed impregnacją żywicą.

- Wartość absorpcji wody 60-sekund Cobb lub wartość COBB60 określono zgodnie z normą ISO 535 (1 minuta, woda, 23°C).

D (COBB60 wartość-gramatura), wyrażona jako procent, odpowiada różnicy pomiędzy wartością COBB60 dla próbki i gramaturą tej samej próbki, podzielonej przez tę gramaturę.

D (COBB wartość-kontrolna), wyrażona jako procent, odpowiada różnicy pomiędzy wartością COBB60 dla próbki, przed i po obróbce wspomnianym polimerem, podzielonej przez wartość COBB60 dla arkusza nie poddanego obróbce (kontrolnego).

- Pochłanianie jest suchym pochłanianiem, tj. stanowi ilość kompozycji wspomnianego polimeru, którą zaimpregnowano arkusz, wyrażoną jako suchy ciężar kompozycji (w gramach) na metr kwadratowy arkusza.

- Przewodność powietrza (metoda porowatości Gurley) określono według normy ISO 5636-5R (1990)

- Zapotrzebowanie żywicy stanowi ilość żywicy termoutwardzalnej niezbędna do wprowadzenia do arkusza, aby uzyskać, po laminowaniu z płytą, wartość większą lub równą 4,5 w teście grafitowym. To zapotrzebowanie wyrażono jako procent i stanowi stosunek ciężaru zaabsorbowanej żywicy termoutwardzalnej do ciężaru arkusza zaimpregnowanego żywicą, przy czym żywica zawiera 6,5% części lotnych.

Zawartość popiołu w 800°C określono według Normy Francuskiej NF-Q-03.047 (listopad 1971).

Przeprowadzono następujące testy folii dekoracyjnej (arkusza impregnowanego żywicą) laminowanej z płytą wiórową:

test grafitowy przeprowadza się w następujący sposób: sproszkowany grafit miesza się z olejem tworząc pastę. Tą pastą pokrywa się widoczną stronę folii dekoracyjnej. Następnie, zmywa się płytę wilgotną gąbką impregnowaną detergentem. Oczyszczoną powierzchnię porównuje się ze skalą kontrolną. Skala obejmuje wartość od 1 do 6, najniższa wartość wynosi 1. Ocenia się, że minimalna akceptowalna wartość wynosi 4,5.

Ten test grafitowy pozwala określić porowatość folii dekoracyjnej po laminowaniu, a tym samym jej odporność na zabrudzenie. Ta właściwość zależy od wielu parametrów, włącznie z ilością części lotnych w żywicy, od laminowania i od arkusza dekoracyjnego. Niniejszy wynalazek zapewnia laminaty o wartości co najmniej 5 w skali testu grafitowego.

- Matowość określa się na widocznej stronie folii dekoracyjnej w następujący sposób: współczynnik odbicia Ro laminowanej folii dekoracyjnej i współczynnik odbicia R¥ czterech folii laminowanych z płytą, określający całkowitą matowość, mierzy się spektrofotomerem ELREPHO 2000 przy oświetlaczu C i pod kątem obserwacji 10 stopni. Matowość próbki określa się jako stosunek tych dwóch współczynników RO/R¥ i wyraża jako procent. Niniejszy wynalazek zapewnia arkusze dekoracyjne o matowości większej lub równej w przybliżeniu 90%.

- Wygląd laminatu ocenia się wizualnie według skali od 1 do 5, przy czym wartość 1 odpowiada bardzo złemu (plamistemu) wyglądowi, a wartość 5 odpowiada znakomicie jednolitemu wyglądowi. Niniejszy wynalazek zapewnia laminaty o wyglądzie odpowiadającym wartości większej lub równej 3,5.

- Światłotrwałość, określona według normy ISO 4586- 2.16, opera się na skali błękitów. Niniejszy wynalazek zapewnia arkusze dekoracyjne które, po laminowaniu, mają światłotrwałość większą lub równą 6 według skali błękitów.

PL 195 668 B1

Test pary wodnej, wykonany według normy BS 7331, opiera się na skali od 1 do 5, wartość 1 odpowiada obecności pęcherzy, a wartość 5 odpowiada brakowi zmian.

Niniejszy wynalazek zapewnia arkusze dekoracyjne o wartości większej lub równej 3.

- Test pęknięć wykonuje się według normy NF-B-51281; po przyspieszonym starzeniu w 70°C przez 24 godziny sprawdza się czy wystąpiły pęknięcia.

Test rozdzierania wykonuje się według normy NF-B-51283.

Odporność laminatu na ścieranie, TABER, określa się według normy NF-EN-483-2,

Odporność na ścieranie laminatów według wynalazku nie jest obniżona lub tylko bardzo nieznacznie obniżona. Na ich powierzchni nie pojawiają się pęknięcia, a laminaty odznaczają się dobrą odpornością na rozdzieranie.

T a b e l a 1

	Porównawczy (kontrolny) Przykład 1	Porównawczy Przykład 2	Przykład 3	Przykład 4	Przykład 5	Porównawczy Przykład 6
pochłanianie (g/m²)	0	6	4,5	5	5	5,2
gramatura (g/m²)	72	78	76,5	77	77	77,2
grubość (mm)	86	88	90	87,5	86,5	92
porowatość Gurley (s)	20	81	77	36	52	21
wartość COBB60 (g/m²)	73	29	52	48	50	80
D (COBB60-gramatura %)	+ 1,3	-62,8	- 32,0	- 37,7	-35,0	+ 3,6
D (COBB60-kontrolna (%)	0	-60	-28,7	- 34,2	-31,5	+ 9,5
zawartość TO2 (g/m²)	29,5	29, 5	29,5	29,5	29,5	29,5
zawartość popiołu	41	37,8	38,5	38,3	38,3	38,2
zapotrzebowanie żywicy (%)	53	43	49	46	49	53
test grafitowy (strona dekoracyjna)	4,5	5	5	5	5	5
matowość na płycie (%)	90,5	96,3	93,2	94,5	93,5	-
wygląd laminatu	4	2	4	3,5	4	-
światłotrwałość	> 6	> 6	> 6	> 6	> 6	-
odporność na parę wodną	5	3	4	3	4	-

T a b e l a 2

	Przykład 7 (kontrolny)	Przykład 8
pochłanianie (g/m²)	0	0	5, 6
gramatura (g/m²)	80	74,7	78,9
grubość (mm)	118	115	111
średnia porowatość Gurley (s)	16	12,3	30
zawartość popiołu (%)	40	34,2	32,7
zawartość dwutlenku tytanu (g/m²)	32	25,5	25,8
zapotrzebowanie żywicy (%)	55	55	49
matowość na płycie (%)	90	87,9	89,9

PL 195 668 B1

Claims

1. Arkusz papieru dekoracyjnego, impregnowany żywicą termoutwardzalną, którego gramatura 22 arkusza wynosi od 50 do150 g/m², korzystnie od 60 do 100 g/m², zawierający:

- włókna celulozowe podzielone pomiędzy od 40 do 100%, korzystnie od 80 do 100% wagowych włókien krótkich i od 0 do 60%, korzystnie od 0 do 20% wagowych włókien długich;

- od 0,2 do 1%, korzystnie od 0,4 do 0,5% suchego ciężaru, w stosunku do ciężaru arkusza, środka zapewniającego wytrzymałość na mokro;

- od 5 do 50% cząstek dekoracyjnych i/lub pigmentowych środków barwiących lub barwników organicznych i/lub zmętniających napełniaczy, suchego ciężaru w stosunku do arkusza, znamienny tym, że zawiera kompozycję co najmniej jednego polimeru o charakterze hydrofilowym w ilości od 4 do 20% suchego ciężaru polimeru w stosunku do ciężaru arkusza i że wartość absorpcji wody 60-sekund Cobb dla arkusza jest mniejsza niż gramatura tego arkusza najwyżej o 40% i jako zmętniający napełniacz zawiera dwutlenek tytanu i jest impregnowany żywicą.

2. Arkusz dekoracyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że wartość absorpcji wody COBB60 jest co najmniej 5% mniejsza niż gramatura arkusza.

3. Arkusz dekoracyjny według zastrz. 2, znamienny tym, że wartość absorpcji wody COBB60 jest od 10 do 35% mniejsza od gramatury arkusza.

₂

4. Arkusz dekoracyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera od 2 do 10 g/m² suchego ciężaru polimeru.

5. Arkusz dekoracyjnego według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera kompozycję dwóch polimerów o charakterze hydrofilowym, zawierającą od 95 do 80% suchego ciężaru polimeru nierozpuszczalnego w wodzie i od 5 do 20% suchego ciężaru polimeru rozpuszczalnego w wodzie.

6. Arkusz dekoracyjny według zastrz. 5, znamienny tym, że polimerem rozpuszczalnym w wodzie jest poli(alkohol winylowy).

7. Arkusz dekoracyjny według zastrz. 5, znamienny tym, że polimery nierozpuszczalne w wodzie o charakterze hydrofilowym, wybiera się spośród polimerów octanu winylu, kopolimerów octanu winylu, kopolimerów estrów akrylowych i ich mieszaniny.

8. Arkusz dekoracyjny według zastrz. 7, znamienny tym, że polimery wybiera się spośród kopolimerów octanu winylu i octanu butylu, kopolimerów octanu winylu i etylenu i kopolimerów octanu etylu, akrylonitrylu i metakrylanu.

9. Arkusz dekoracyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że zmętniającymi napełniaczami są pigmenty dwutlenku tytanu i że występują w ilości od 20 do 45% suchego ciężaru w stosunku do ciężaru arkusza.

10. Arkusz dekoracyjny według zastrz. 9, znamienny tym, że zawartość dwutlenku tytanu wynosi od 30 do 40% suchego ciężaru w stosunku do ciężaru arkusza.

11. Arkusz papieru dekoracyjnego impregnowany, znamienny tym, że arkusz papieru taki jak opisano w zastrz. 1 jest impregnowany najwyżej 50% wagowymi częściowo sieciowanej żywicy termoutwardzalnej, w stosunku do ciężaru arkusza impregnowanego żywicą, włącznie ze związkami lotnymi.

12. Arkusz papieru dekoracyjnego impregnowany według zastrz. 11, znamienny tym, że jest białym arkuszem papieru dekoracyjnego i o zawartości dwutlenku tytanu mniejszej niż 40%, korzystnie mniejszej niż 35% i posiada matowość identyczną jak matowość arkusza dekoracyjnego o tej samej gramaturze przed impregnacją żywicą i zawierającego co najmniej 40% dwutlenku tytanu i najwyżej 50% żywicy.

13. Arkusz według zastrz. 11, znamienny tym, że żywicę wybiera się spośród żywic melaminowo-formaldehydowych, żywic mocznikowo-formaldehydowych, żywic benzoguanamino-formaldehydowych, nienasyconych żywic poliestrowych i ich mieszanin.

14. Arkusz według zastrz. 11, znamienny tym, że zawiera co najmniej 40%, korzystnie co najmniej 45% wagowych żywicy, w stosunku do ciężaru arkusza impregnowanego żywicą, włącznie ze związkami lotnymi.

15. Sposób wytwarzania, drogą mokrą, arkusza papieru dekoracyjnego impregnowanego ży₂ wicą termoutwardzalną, którego gramatura arkusza wynosi od 50 do 150 g/m², korzystnie od 60 do 100 g/m², wartość absorpcji wody 60-sekund Cobb dla arkusza jest mniejsza niż gramatura tego arkusza najwyżej o 40%, znamienny tym, że obejmuje następujące etapy:

PL 195 668 B1

- wytwarzanie arkusza, na maszynie papierniczej z wodnej zawiesiny włókien celulozowych, podzielonych pomiędzy od 40 do 100%, korzystnie od 80 do 100% wagowych włókien krótkich i od 0do 60%, korzystnie od 0do 20% wagowych włókien długich, od 0,2 do 1%, korzystnie od 0,4 do 0,5% suchego ciężaru, w stosunku do arkusza, środka zapewniającego wytrzymałość na mokro i od 5 do 50% cząstek dekoracyjnych i/lub pigmentowych środków barwiących lub barwników organicznych i/lub zmętniających napełniaczy, szczególnie dwutlenku tytanu, suchego ciężaru w stosunku do arkusza i ewentualnie innych dodatków zwykle używanych w tych arkuszach,

- odsączanie arkusza i, ewentualnie, suszenie arkusza,

- impregnowanie żywicą wytworzonego arkusza, stosując prasę do zaklejania, z od 4 do 20% ₂ suchego ciężaru, w stosunku do arkusza, zwłaszcza od 2 do 10 g/m² suchego ciężaru, kompozycji w środowisku wodnym, zawierającej jeden lub więcej polimerów o charakterze hydrofilowym i zawartości ciał stałych w kompozycji wynoszącej pomiędzy 5 i 20% wagowych,

- odsączenie i suszenie arkusza.

16. Sposób wytwarzania arkusza dekoracyjnego, znamienny tym, że arkusz jest impregnowany częściowo sieciowaną żywicą termoutwardzalną, a zawartość związków lotnych wynosi pomiędzy 5 i 8% wagowych arkusza.

17. Zastosowanie arkusza dekoracyjnego określonego jak w zastrz. 1, do wytwarzania laminowanego dekoracyjnego profilu lub panelu jako laminatu niskociśnieniowego.

18. Zastosowanie według zastrz. 17, znamienne tym, że laminowany dekoracyjny profil lub panel wykazuje światłotrwałość większą lub równą 6 w skali błękitów.