RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP 1798053 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: 12.12.2006 06025679.9 (13) (51) T3 Int.Cl. D21H 17/50 (2006.01) B41M 5/50 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: 13.04.2011 Europejski Biuletyn Patentowy 2011/15 EP 1798053 B1 (54) Tytuł wynalazku: Substrat dla druku atramentowego (30) Pierwszeństwo: 16.12.2005 DE 102005060758 (43) Zgłoszenie ogłoszono: 20.06.2007 w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2007/25 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: 30.09.2011 Wiadomości Urzędu Patentowego 2011/09 (73) Uprawniony z patentu: Kronotec AG, Luzern, CH PL/EP 1798053 T3 (72) Twórca(y) wynalazku: (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Jan Surmiak KANCELARIA PATENTOWA KULIKOWSKA & KULIKOWSKI SP.J. SKR. POCZT. 130 00-975 Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
21005/PE/11 EP 1 798 053 [0001} Wynalazek dotyczy substratu dla druku atramentowego, jak również pokrytego tym substratem panelu z tworzywa drzewnego. [0002] Liczne powierzchnie nadają się do zadrukowania. Różnią się one tym, jakie ilości farby drukarskiej są przyjmowane przez substrat i jak wyraźny jest przebieg farby drukarskiej na substracie. W przypadku zastosowań przemysłowych chodzi o to, aby farba do drukarki atramentowej była przemysłowo stosowalna. Jeśli substrat jest zbyt chłonny, trzeba stosować za dużo farby drukarskiej i farba przechodzi przez zbyt chłonny substrat. Znane, zwykłe papiery drukarskie mają ograniczone zalety skondensowanego materiału wypełniającego, aby poprawić drukowność (DE 2100907, DE2110309). [0003] Pożądane jest tworzenie płaskich produktów i stosowanie dla nich drukowania atramentowego. W szczególności powierzchnie z tworzyw drzewnych powinny być zestawialne ze sposobami drukowania atramentowego. Dotychczas oferowane powierzchnie z tworzyw drzewnych były zbyt nierówne i wykazywały zbyt zróżnicowaną chłonność, aby zestawić je ze sposobami drukowania atramentowego. Znane powłoki są drogie lub stosowalne tylko w ograniczonym zakresie, ponieważ farba drukarska często nie przywiera do powłok tworzyw drzewnych w zadowalający sposób. Pod pojęciem tworzyw drzewnych są w odniesieniu do przedmiotowego wynalazku rozumiane wszystkie płyty wiórowe, pilśniowe, dykta, sklejka, ale także powierzchnie z litego drewna. [0004] Jak dotąd dekoracyjne formowanie tworzyw drzewnych było realizowane przede wszystkim dzięki zadrukowanym foliom
2 względnie laminatom, jak opisano np. w publikacji DE 29 03 172. Porównywalne produkty są też opisane w DE 24 24 471 A1, US-A-3 769 143, DE 16 19 244 A1, DE 28 25 590 A1, DE 27 34 638 A1, DE 12 72 878 B. Folie i laminaty mogą być wytwarzane przemysłowo tylko w dużych ilościach. Ponadto tworzywa drzewne można stosować w połączeniu z nowymi lakierami i odpowiednimi sposobami powlekania, które dają wysokowartościowe powierzchnie spełniające wysokie wymagania estetyczne lub szczególnie wiernie odtwarzające powierzchnie naturalne. [0005] Dotąd zadrukowywanie tworzyw drzewnych było możliwe dopiero po kosztownej obróbce mechanicznej. Nieuniknione, według stanu techniki, szlifowanie pośrednie gruntowania przed końcowym naniesieniem dekoracyjnym jest postrzegane jako duża wada. [0006] Celem wynalazku jest zapewnienie dobrze zadrukowalnego substratu do drukowania atramentowego jak również powleczonego substratem panelu z tworzywa drzewnego. [0007] Cel ten osiągnięto dzięki substratowi, mianowicie kondensatowi mocznik-formaldehyd do druku atramentowego posiadającego siatkę włóknistą, wypełnioną polarnym wypełniaczem i posiadającemu jednostronnie pasek kleju. Pod paskiem kleju rozumie się cienką warstwę materiału, służącego do połączenia substratu z powierzchnią tworzywa drzewnego. [0008] Okazało się, że substrat z polarnym wypełniaczem umożliwia oszczędne nanoszenie farby drukarskiej do drukowania atramentowego. Jako szczególnie korzystne należy zauważyć, że wiążące składniki farb drukarskich do drukowania atramentowego dobrze przywierają do polarnego wypełniacza. Całkowite wypełnienie siatki włóknistej powinno powodować to,
3 że powierzchnia substratu do zadrukowania nie zachowuje się podobnie do papieru, tylko optymalnie przyjmuje farbę drukarską do drukowania atramentowego. [0009] Dzięki dociskaniu substratu do powierzchni z tworzywa drzewnego przy pomocy paska kleju odpadają zwykłe dotąd i kosztowne przygotowania, takie, jak wielokrotne szlifowanie pośrednie gruntowania na powierzchni z tworzywa drzewnego. Jeśli substrat co jest korzystne jest naniesiony na tworzywo drzewne za pomocą prasy, polarny wypełniacz po naprasowaniu substratu zapewnia szczególnie dobrze wygładzoną powierzchnię dla farby drukarskiej do drukowania atramentowego. [0010] Stosowana do wytwarzania substratu włóknista siatka może być dobrana prosto i łatwo. Może to być zwykły papier, który ma dobrą przyjmowalność wypełniacza. Papier proponuje się z powodu kosztów; jest po prostu dostępny. Świetnie nadaje się papier o ciężarze co najmniej 60g/m 2, korzystnie od 80g/m 2 do 100 g/m 2. Mogą być również zastosowane papiery o innym ciężarze, rozstrzygająca jest chłonność polarnego wypełniacza i koszty siatki włóknistej. Może być także zastosowany odpowiednik z włókien wiskozy lub włókien z tworzyw sztucznych. Według korzystnego przykładu wykonania albo siatka włóknista albo polarny wypełniacz jest pigmentowany. Dobra przyczepność i oszczędne nanoszenie farby drukarskiej do drukowania atramentowego są również zapewnione w przypadku niepigmentowanej siatki włóknistej. Aby jednak otrzymać kryształowo czysty druk, celowe jest zastosowanie białych pigmentów, w szczególności dwutlenku tytanu, aby substrat był możliwie jasny. Szczególnie prostą możliwością otrzymania jasnego substratu jest zastosowanie pigmentowanego
4 papieru. Siatka włóknista daje wtedy już przed naniesieniem polarnego wypełniacza wysoki stopień bieli. [0011] Według wynalazku jako polarny wypełniacz jest zastosowany kondensat mocznik-formaldehyd, w szczególności wodny kondensat mocznik-formaldehyd. Kondensaty mocznikformaldehyd są tanie, dają się dobrze przetwarzać i tworzą z siatką włóknistą substrat o szczególnie dużej przydatności. Należy podkreślić szczególnie dobrą przyczepność farby drukarskiej do kondensatów mocznik-formaldehyd. Wypełniacze, np. do wypełniania papieru, są często nieorganiczne, co poprawia ich własności drukowania,. Nie są one szczególnie odpowiednie dla substratu według wynalazku, ponieważ wprawdzie umożliwiają wysoki stopień bieli, ale nie są odporne na starzenie. Włókna papierowe nie są przez te wypełniacze (typowo kredę) tak otulone, aby wykluczały żółknięcie wskutek oddziaływania promieniowania UV. Ponieważ substrat według wszelkich reguł służy jako podłoże dla obrazów drukowanych, które przez długi czas powinny pozostawać niezmienione (fronty mebli, panele ścienne, sufitowe, podłogowe), to tym wynalazkiem dochodzi się w efekcie do długotrwałej trwałości kolorów, jak np. jest to zapewnione przez wymienione wcześniej polarne wypełniacze. [0012] Szczególnie korzystne jest wprowadzanie polarnego wypełniacza na drodze impregnacji siatki włóknistej. Za pomocą walców rozdrabniających podłączonych do kąpieli impregnacyjnej można żądany dodatek wypełniacza dobrze wyregulować. Ale wykonalne jest również powlekanie, odlewanie, lub walcowanie wypełniacza. Jak już wcześniej opisano, siatka włóknista jest całkowicie wypełniona polarnym wypełniaczem. Ma to szczególne znaczenie, że siatka włóknista
5 całkowicie jest obłożona wypełniaczem. Nanoszenie na włókna farby drukarskiej do drukowania atramentowego prowadzi do źle kontrolowanego wyniku druku z powodu różnicy chłonności wypełniacza i siatki włóknistej. Włókna, w szczególności włókna papierowe, są za miękkie i ponadto ich wadą jest to, że widziane z dala wydają się żółknąć i przez to wpływają niekorzystnie na przejrzystość druku. [0013] Siatka włóknista wypełniona wypełniaczem polarnym może mieć ciężar do 140g/m 2, korzystnie do 170 g/m 2, korzystniej do 200 g/m 2, szczególnie korzystnie do 240 g/m 2. [0014] Po naniesieniu polarnego wypełniacza substrat jest suszony. Jeśli używa się usieciowanego wypełniacza, utwardza się go dzięki temu procesowi suszenia. Proces suszenia może korzystnie następować tak, że substrat jest zwykle prasowany w prasie, zwykle prasie krótkiego cyklu, pod ciśnieniem i w wysokiej temperaturze. Jeśli z prasy odbiera się wysuszony względnie utwardzony substrat, który nie przywiera, to suszony względnie utwardzany jest wypełniacz, w tym przypadku kondensat mocznik-formaldehyd. Jednakże należy zauważyć, że polarny wypełniacz także po utwardzeniu nie jest całkowicie obojętny. W utwardzonym względnie usieciowanym wypełniaczu pozostają grupy polarne, które wpływają na dobrą przyczepność farby drukarskiej do drukowania atramentowego. Przez to, że polarny wypełniacz po naniesieniu na siatkę włóknistą jest utwardzany lub sieciowany, zanikają w przybliżeniu pierwotne własności wiążące. Z tego powodu, w związku z wynalazkiem, jest używane pojęcie wypełniacza, ponieważ dotyczy to własności utwardzonego materiału. [0015] Po naniesieniu wypełniacza substrat jest wykonany z paskiem kleju; pasek kleju służy do połączenia substratu z
6 tworzywem drzewnym do zadrukowania. Jako klej dla paska kleju jest korzystnie stosowany duroplastyczny materiał wiążący, który tworzy dobre wiązanie między substratem i tworzywem drzewnym. Szczególnie korzystne jest stosowanie żywicy melaminowej. Już niewielkie ilości materiału wiążącego wystarczą do umocowania substratu na tworzywie drzewnym. W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku wystarczą ilości już do 40g/m 2 paska kleju, aby zapewnić niezawodne naniesienie substratu na zadrukowywaną powierzchnię tworzywa drzewnego. Ilość paska kleju może być dalej optymalizowana, ilości nanoszenia mogą być ograniczone do 20 g/m 2,korzystnie do maksymalnie 15g/m 2. Tak przygotowany substrat jest następnie suszony przy naniesieniu paska kleju tak długo, aby można go było transportować i nadawał się do przechowywania. Korzystnie, przez suszenie osiąga się szczątkową wilgotność około 3-5% w stosunku do całkowitej wagi substratu. Po drugim suszeniu pasek kleju jest już wstępnie suszony, jednakże naniesiona żywica syntetyczna staje się reaktywna pod ponownym wpływem ciśnienia i temperatury. Pasek kleju jest inaczej niż polarny wypełniacz- tylko wstępnie wysuszony; nie klei się, ale jest jeszcze reaktywny. [0016] Przez nanoszenie paska kleju substrat uzyskuje nieznacznie asymetryczny kształt. Taka asymetria sama w sobie jest niepożądana przy takich cienkich, płaskich substratach, ponieważ działa niekorzystnie na właściwości obróbki. Asymetryczne, płaskie substraty mają skłonność do rolowania się, tak że tylko przy zwiększonym wysiłku mogą być nałożone na tworzywa drzewne. Nieoczekiwanie niewielka asymetria substratu według wynalazku nie oddziałuje niekorzystnie na obróbkę substratu. Jest to zaletą substratu według wynalazku.
7 [0017] Wysuszone substraty zachowują się dzięki paskowi kleju przy naprasowaniu na powierzchnię tworzywa drzewnego duroplastycznie. Pasek kleju, który powoduje asymetrię, jest także po wysuszeniu reaktywny, a więc funcjonalny, jest aktywowany w zasadzie pod wpływem ciśnienia i/lub temperatury. Substrat jest naniesiony, korzystnie za pomocą zwykłej prasy pod ciśnieniem i w temperaturze, na powierzchnię tworzywa drzewnego. Naprasowanie substratów na tworzywa drzewne prowadzi w następstwie do wygładzenia i uszczelnienia powierzchni, co przyczynia się do wyregulowania zadanej chłonności substratu. Prasy są zwykłymi urządzeniami do obróbki tworzyw drzewnych, tak że substrat może być stosowany bez specjalnych dodatkowych nakładów. [0018] Substrat według wynalazku jest trwały w kolorze, ma dobrą odporność mechaniczną i zapewnia dobrą przyczepność dla materiałów wiążących, które zawarte są w farbie drukarskiej do drukowania atramentowego. Jako szczególnie korzystne należy podkreślić, że w przypadku wymaganych powierzchni, np. przy panelach podłogowych lub przy blatach kuchennych, możliwe jest polakierowanie naniesionej farby drukarskiej. Inaczej niż przy znanych gruntowaniach, do których tego typu lakierowania nie przyczepiają się, substrat według wynalazku zapewnia dobrą przyczepność nie tylko dla farby drukarskiej, ale również dla lakieru. W szczególności pokrycie melaminą, typowo w formie powłoki malaminowej, przyczepia się dobrze na zadrukowanym substracie. Korzystne jest, jeśli powłoka, np. przez wprowadzenie korundu, jest odporna na ścieranie. [0019] Istotne cechy wynalazku zostaną bliżej omówione w poniższych przykładach wykonania. Rysunek pokazuje:
8 Fig. 1 schematyczny rysunek przykładu wykonania substratu według wynalazku. Fig. 1 pokazuje substrat 2, który posiada siatkę włóknistą 4, tu papier 80 g/m 2, która w stosunku do całkowitej wagi papieru zawiera ok. 40% dwutlenku tytanu. Papier posiada stopień bieli ponad 85% ISO. Siatka włóknista 4 została nasycona w kąpieli zanurzeniowej w wodnym kondensacie mocznik-formaldehyd 100 g/m 2 (w stosunku do całkowitej wagi suchego substratu) jako polarnym wypełniaczu 6. Polarny wypełniacz 6 nasyca siatkę włóknistą 4 całkowicie i równomiernie. Polarny materiał 6 tworzy powierzchnię 8 substratu 2. Ta powierzchnia 8 jest dopasowana np. z punktu widzenia chłonności i przyczepności do później nanoszonej farby drukarskiej do drukowania atramentowego i nanoszonego lakieru. [0020] Na spodniej stronie 10 substratu 2 jest naniesiona, jako pasek kleju 12, za pomocą walców rastrowych bardzo cienka warstwa żywicy melaminowej o ciężarze 20 g/m 2. Naniesienie paska kleju 12 następuje w tym samym urządzeniu, co nasycanie wypełniaczem 6; substrat 2 jest nasycony całkowicie i powleczony w jednym przejściu. [0021] Jeśli substrat 2 jest wykonywany na gotowo z siatki włóknistej 4, polarnego wypełniacza 6 i paska kleju 12, jest suszony w suszarce flotacyjnej do momentu, aż osiągnie wilgotność końcową 4 % wag. wody w stosunku do całego substratu 2. Substrat 2 wykazuje po suszeniu wagę całkowitą 200 g/m 2. Polarny wypełniacz 4 po suszeniu jest całkowicie usieciowany. Pasek kleju 12 jest wysuszony także do postaci stabilnego w przechowywaniu filmu. Melamina jest jednak pod
9 działaniem ciśnienia i temperatury ciągle reaktywna i z tego powodu nadaje się umocowania substratu na powierzchni tworzywa drzewnego. [0022] Substrat 2 może być mimo nieznacznie asymetrycznej budowy dobrze transportowany i obrabiany. Leży on gładko, zarówno podczas składowania, jak też na powierzchni tworzywa drzewnego i nadaje się w związku z tym do obróbki przemysłowej. [0023] Na płytę MDF średniej grubości (płyta, MDF), która jest przewidziana do zastosowania na przykład jako front meblowy, nakłada się substrat. Płytę MDF z substratem 2 przeprowadza się przez prasę. W temperaturze 180 C i ciśnieniu ok. 3 N/mm 2 substrat 2 i płyta MDF ulegają sprasowaniu po 20 sekundach przez to, że pasek kleju 12 pod działaniem ciśnienia i temperatury mięknie i przyczepia się do powierzchni płyty MDF. Kolejnym nieoczekiwanym, ale bardzo korzystnym efektem prasowania jest to, że polarny wypełniacz, który nie jest już reaktywny, jest wygładzony przez ciśnienie prasy, co działa bardzo korzystnie na jakość powstających później druków. Płyta MDF po sprasowaniu z substratem 2 wykazuje jasną, gładką powierzchnię oraz wymaganą i określoną dla później nanoszonej farby drukarskiej chłonność i dobrą przyczepność. Tak powleczona płyta MDF może być dalej bezpośrednio obrabiana, może też być składowana i obrabiana po upływie tygodni i miesięcy. [0024] Jeśli jest to pożądane, substrat 2 przy prasowaniu na płytę z tworzywa drzewnego może być jeszcze nieznacznie przekształcony. Mogą być na przykład wykonane pory lub
10 struktury fugowe. Przekształcanie substratu 2 najprościej wykonuje się przez strukturyzowaną blachę prasowaną.
21005/PE/11 EP 1 798 053 11 Zastrzeżenia patentowe 1. Substrat (2) zadrukowywany na drodze drukowania atramentowego do naprasowania na tworzywa drzewne, posiadający siatkę włóknistą (4), która jest wypełniona polarnym wypełniaczem (6), i który jednostronnie posiada pasek kleju (12), znamienny tym, że utwardzony kondensat mocznik-formaldehyd wypełnia i otacza całkowicie siatkę włóknistą jako polarny wypełniacz, tworząc powierzchnię (8) substratu (2). 2. Substrat według zastrz.1 znamienny tym, że stopień wypełnienia substratu (2) wypełniaczem (6) wynosi do 60% wag. w stosunku do wagi substratu (2). 3. Substrat według zastrz.1 znamienny tym, że siatka włóknista (4) ma ciężar minimum 40g/m 2. 4. Substrat według zastrz.1 znamienny tym, że zastosowany jest wstępnie wysuszony, duroplastyczny pasek kleju (12), w szczególności żywica melaminowa. 5. Substrat według zastrz.1 znamienny tym, że pasek kleju (12) jest naniesiony w ilości do 40 g/m 2. 6. Substrat według zastrz.1 znamienny tym, że substrat (2) posiada ciężar całkowity do 240 g/m 2.
12
13 DOKUMENTY PRZYTOCZONE W OPISIE Lista przytoczonych przez Zgłaszającego dokumentów została zamieszczona wyłącznie do informacji czytelnika i nie stanowi części składowej europejskiego dokumentu patentowego. Została ona zestawiona z największą starannością; EUP nie ponosi jednakże żadnej odpowiedzialności za ewentualne błędy lub braki. Literatura patentowa przytoczona w opisie DE 2100907 [0002] DE 1619244 A1 [0004] DE 2110309 [0002] DE 2825590 A1 [0004 DE 2903172 [0004] DE 2734638 A1 [0004] DE 2424471 A1 [0004] DE 1272878 B [0004] US 3769143 A [0004]