ЯРКО ОКРАШЕННЫЙ ПОВЕРХНОСТНЫЙ СЛОЙ
BRIGHTLY PAINTED SURFACE PLY

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, в общем, к области панелей на волокнистой основе с износостойкими поверхностями в качестве строительных панелей, предпочтительно напольных панелей. Настоящее изобретение относится к строительным панелям с такой износостойкой поверхностью и к способам изготовления таких панелей.
Область применения
Настоящее изобретение является особенно подходящим для использования в плавающих полах, которые состоят из напольных панелей с центральным слоем из древесного волокна и декоративной износостойкой поверхностью. Следующее описание уровня техники, проблем известных систем и целей и отличительных особенностей настоящего изобретения служит, таким образом, в качестве неограничительного примера и относится, в первую очередь, к данной области применения и, в частности, к напольным покрытиям, которые аналогичны традиционному плавающему полу на основе древесно-волокнистого многослойного материала. Настоящее изобретение не включает полы, которые приклеены к черному полу.
Следует отметить, что варианты осуществления настоящего изобретения можно использовать в качестве панели или в качестве поверхностного слоя, который, например, приклеен к центральному слою. Варианты осуществления настоящего изобретения можно также использовать в таких изделиях, как, например, стенные панели, потолки, компоненты мебели и аналогичные предметы. Варианты осуществления можно также использовать в напольных покрытиях с необязательными поверхностными материалами, такими как пробка или древесина, чтобы улучшить износостойкость и декоративные свойства.
Уровень техники
Хорошо известно изготовление многослойных строительных панелей с поверхностью, включающей многослойные бумажные листы.
Новый тип панели, которая называется термином «древесно-волокнистая плита» (ДВП), описан в патентной заявке WO 2009/065769, которая представляет как изделия, так и способы изготовления указанных изделий. Полученные непосредственным прессованием многослойные строительные панели обычно включают центральный слой из древесно-волокнистой плиты толщиной 6-12 мм, верхний декоративный поверхностный слой многослойного материала толщиной 0,2 мм и нижний балансирующий слой толщиной 0,1-0,2 мм из многослойного материала, пластмассы, бумаги или аналогичного материала.
Многослойную поверхность обычно составляют два бумажных листа: печатная декоративная бумага толщиной 0,1 мм и прозрачная покровная бумага толщиной 0,05-0,1 мм, нанесенная на декоративную бумагу и предназначенная для защиты декоративной бумаги от истирания. Печать на декоративной непрозрачной бумаге имеет толщину, составляющую лишь 0,01 мм. Прозрачная покровная бумага, которая состоит из очищенных волокон α-целлюлозы, включает мелкие твердые и прозрачные частицы оксида алюминия. Очищенные волокна являются достаточно длинными, составляя приблизительно 2-5 мм, что придает покровной бумаге требуемую прочность. Чтобы обеспечить прозрачность, удаляют все натуральные смолы, которые присутствуют в необработанных древесных волокнах, и частицы оксида алюминия наносят в виде очень тонкого слоя поверх декоративной бумаги. Поверхностный слой многослойного пола отличается тем, что декоративные и износостойкие свойства обычно обеспечивают два отдельных слоя, нанесенные один на другой.
Печатную декоративную бумагу и покровную бумагу пропитывают меламиновым полимером и ламинируют с центральным слоем на древесно-волокнистой основе при нагревании и давлении.
Мелкие частицы оксида алюминия могут иметь размер в интервале 20-100 мкм. Данные частицы можно внедрять в поверхностный слой несколькими способами. Например, их можно добавлять в бумажную массу во время изготовления покровной бумаги. Их можно также распылять на влажный лак во время процедуры пропитки покровной бумаги или добавлять в лак, используемый для пропитки покровной бумаги.
Износостойкий слой можно также изготавливать без целлюлозного покровного слоя. В таком случае меламиновый полимер и частицы оксида алюминия наносят на лакированный слой непосредственно на декоративной бумаге, используя способы, аналогичные тем, которые описаны выше. Такой износостойкий слой обычно называют жидким покровным слоем.
Таким способом производства можно изготавливать очень износостойкую поверхность, и данный тип поверхности используют, главным образом, в многослойных напольных покрытиях, но его можно также использовать в компонентах мебели и аналогичных изделиях. Высококачественные многослойные напольные покрытия имеют износостойкость, составляющую 4000-6000 оборотов, что соответствует классам истирания AC4 и AC5 при измерении абразиметром Табера (Taber) согласно стандарту ISO.
Также известно, что износостойкость лакированной деревянной поверхности можно значительно улучшить внедрением частиц оксида алюминия в прозрачный лак, покрывающий деревянную поверхность.
Наиболее распространенный материал центрального слоя, который используют в многослойных напольных покрытиях, представляет собой древесно-волокнистую плиту, имеющую высокую плотность и хорошую устойчивость, обычно называемую ДВП ВП (древесно-волокнистая плита высокой плотности). Иногда в качестве центрального слоя используется также ДВП СП (древесно-волокнистая плита средней плотности). Кроме того, для центрального слоя используются и другие материалы, такие как древесностружечная плита (ДСП).
Напольные панели ДВП не содержат бумаги и имеют поверхностный слой, включающий практически однородную смесь древесных волокон, связующих материалов и износостойких частиц. Износостойкие частицы представляют собой предпочтительно частицы оксида алюминия, и связующие материалы представляют собой предпочтительно термоотверждаемые полимеры, такие как меламиновые. Износостойкие частицы содержатся во всей толщине поверхностного слоя снизу доверху и находятся в контакте с центральный слоем панели. Другие подходящие материалы представляют собой, например, диоксид кремния или карбид кремния. Как правило, все данные материалы предпочтительно наносят в сухой форме, например в виде смешанного порошка, на центральный слой ДВП ВП и отверждают при и нагревании и давлении, получая поверхностный слой толщиной 0,2-1,0 мм.
Определение некоторых терминов
В следующем тексте видимая поверхность установленной напольной панели называется «передняя сторона», в то время как противоположная сторона напольной панели, обращенная к черному полу, называется «тыльная сторона». Имеющий форму листа материал, который включает основную часть панели и придает панели требуемую устойчивость, называется «центральный слой». Когда центральный слой покрывают поверхностным слоем, ближайшим к передней стороне, и предпочтительно также выравнивающим слоем, ближайшим к тыльной стороне, он образует полуфабрикат, который называется «половица» или «элемент пола» в том случае, где полуфабрикат при последующей обработке разделяют на множество элементов пола. Когда элементы пола подвергают машинной обработке по краям, чтобы придать им конечную форму с соединительной системой, их называют «напольные панели». Термин «поверхностный слой» означает все слои, которые придают панели ее декоративные свойства и износостойкость и которые наносят на центральный слой с его передней стороны, покрывая предпочтительно всю переднюю сторону половицы. Термин «декоративный поверхностный слой» означает слой, который предназначен, главным образом, чтобы придавать полу его декоративный внешний вид. Термин «износостойкий слой» означает слой, который предназначен, главным образом, чтобы повышать долговечность передней стороны.
Термин «горизонтальная плоскость» означает плоскость, которая проходит параллельно внешней части поверхностного слоя. Термин «горизонтально» означает параллельность горизонтальной плоскости, и термин «вертикально» означает перпендикулярность горизонтальной плоскости. Термин «вверх» означает направление к передней стороне, и термин «вниз» означает направление к тыльной стороне.
Сущность изобретения
Общая цель вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить строительную панель, предпочтительно напольную панель со светлой и/или простой окраской, имеющую, например, ярко-белый износостойкий слой, которую можно изготавливать более экономичным способом, чем по известной в настоящее время технологии.
Способы, описанные в патентной заявке WO 2009/065769, включают использование необработанных или переработанных древесных волокон и ограничены тем что, несмотря на использование пигментов, предназначенных для придания светлой окраски, например яркого белого цвета, или очень интенсивной окраски, природный цвет необработанного или переработанного древесного волокна придает менее светлую или менее интенсивную окраску вследствие содержащих натуральные смолы волокон. Натуральная смола делает затруднительным достижение желательной окраски и может приводить к образованию неокрашенных областей. Проблемы ограниченной интенсивности окраски можно решить путем увеличения количества пигментом, но такое решение является достаточно дорогостоящим, и высокое содержание пигментов может вызывать другие проблемы, такие как расплывание пигментов.
Для традиционных многослойных напольных панелей ограничено производство имеющих светлую окраску или интенсивно окрашенных поверхностей вследствие ограниченной прозрачности обладающих высокой износостойкостью покровных материалов.
Решение данных проблем заключается в том, чтобы использовать сухой порошковый слой, включающий смесь очищенных волокон, связующего материала, пигмента и износостойких частиц.
Аспект настоящего изобретения представляет собой способ изготовления имеющего светлую окраску износостойкого поверхностного слоя, включающий стадии:
- нанесение сухого порошкового слоя, включающего смесь очищенных волокон, связующего материала, пигмента и износостойких частиц на носитель; и
- отверждение смеси для получения окрашенного или ярко-белого износостойкого слоя путем приложения нагревания и давления к смеси.
Связующий материал представляет собой предпочтительно меламиновый полимер, и износостойкие частицы представляют собой оксид алюминия. Пигменты для изготовления ярко-белых изделий предпочтительно представляют собой диоксид титана, оксид свинца или другие обычно используемые пигменты. Пигменты для изготовления имеющих интенсивную окраску изделий выбирают из широкого разнообразия материалов неорганического и органического происхождения.
Носитель, на который наносят смесь, предпочтительно представляет собой панель ДВП ВП, и полученная таким способом панель содержит износостойкие частицы во всей толщине поверхностного слоя сверху донизу и в контакте с центральным слоем панели.
Очищенные волокна представляют собой волокна, которые, в основном, очищены от натуральных смол, которые обычно встречаются в древесных волокнах или других натуральных волокнах. Такие волокна можно получать посредством промывания, экстракции, отбеливания или сочетания данных способов. Пример такого волокна представляет собой волокно Technocel 150 TAB, которое может поставлять компания CFF (ФРГ).
В предпочтительном варианте осуществления количество смолы по отношению к количеству очищенных волокон, например белых волокон, в сухом порошковом слое составляет более чем приблизительно 100%, предпочтительно более чем приблизительно 120% и наиболее предпочтительно находится в интервале, составляющем приблизительно от 120% до 180%. Такие соотношения производят эффект улучшения эксплуатационных характеристик и повышения стойкости к травлению.
Нижний слой, который наносят на центральный слой, в сочетании с сухим порошковым слоем, нанесенным поверх нижнего слоя, обеспечивает улучшенные эксплуатационные характеристики, такие как глубина тиснения и повышенный глянец. В вариантах осуществления нижний слой включает древесные волокна, предпочтительно натуральные древесные волокна или волокна ДВП ВП, хотя можно использовать очищенные волокна, и смолу. В предпочтительном варианте осуществления количество смолы по отношению к количеству древесных волокон составляет менее чем приблизительно 100%, предпочтительно менее чем приблизительно 200%, предпочтительнее менее чем приблизительно 300% и, возможно, даже менее чем приблизительно 400%.
Верхний слой очищенных волокон, не содержащих оксида алюминия, при нанесении на сухой порошковый слой дополнительно повышает стойкость к травлению. Он также увеличивает срок службы пресс-плит.
Варианты осуществления настоящего изобретения включают следующее сочетание слоев: (1) нижний слой и сухой порошковый слой; (2) сухой порошковый слой и верхний слой; и (3) нижний слой, сухой порошковый слой и верхний слой.
Кроме того, можно использовать смесь очищенных волокон и волокон ДВП ВП или любые натуральные древесные волокна, т. е. древесные волокна, которые не подвергали очищению, чтобы сократить расходы, и/или создавать другие цвета.
Полностью функциональные изделия можно изготавливать из многочисленных сочетаний ингредиентов. Приведены два примера, представляющие два функциональных прототипа нововведения.
Краткое описание чертежей
Далее настоящее изобретение будет описано в связи с предпочтительными вариантами осуществления и более подробно со ссылкой на прилагаемый примерный чертеж, где
фиг.1 иллюстрирует напольную панель согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание вариантов осуществления
Панель 1 содержит центральный слой на древесно-волокнистой основе 6, однородный непрозрачный декоративный поверхностный слой 5 и предпочтительно выравнивающий слой. В одном варианте осуществления панель 1 изготавливают целиком в процессе производства, где поверхностный слой, центральный слой и выравнивающий слой изготавливают в одной операции прессования.
Фиг.1 представляет поверхностный слой 5. Он включает смесь очищенных волокон 14, мелких твердых износостойких частиц 12, 12' и связующего материала 19. Износостойкие частицы (12, 12') предпочтительно представляют собой частицы оксида алюминия.
Поверхностный слой включает также цветные пигменты 15 и/или, необязательно, другие декоративные материалы или химические реагенты. Декоративные материалы включают, например, материалы, которые могут воздействовать на декоративный аспект (аспекты) поверхностного слоя. Примеры декоративных материалов включают материалы, влияющие на текстуру, отражающую способность, блеск, люминесценцию, прозрачность и т. д.
Варианты осуществления настоящего изобретения предлагают такое преимущество, что износостойкий поверхностный слой 5 можно сделать толще, чем в известных многослойных напольных панелях.
Предпочтительный связующий материал представляет собой меламино- или мочевиноформальдегидный полимер. Можно использовать любой другой связующий материал, предпочтительно синтетические термоотверждаемые полимеры.
В способе согласно вариантам осуществления настоящего изобретения предпочтительно использовать такие же устройства для нанесения и прессования, как те, которые описаны в патентной заявке WO 2009/065769, предпочтительно они используются в данном способе вместе со структурированной пресс-плитой.
Пример W1. Ярко-белый состав
2
К плите ДВП ВП толщиной 9,8 мм две подложки из бумаги NKR 140 прикрепляли на обратную сторону для выравнивания, добавляли состав порошка ДВП, содержащий 40 мас.% очищенного волокна, 10 мас.% оксид алюминия, 10 мас.% диоксида титана в качестве пигмента и 40 мас.% меламинового полимера. Смесь порошка ДВП наносили с помощью так называемого распылительного устройства, которое равномерно распределяло материал порошка ДВП по всей поверхности ДВП ВП. Полное количество порошка ДВП составляло 625 г/м. Порошок ДВП закрепляли на плите ДВП ВП путем разбрызгивания водного раствора, содержащего 97 мас.% деионизированной воды, 1 мас.% BYK-345 (поверхностно-активное вещество, добавляемое для уменьшения поверхностного натяжения) и 2 мас.% Pat 622/E (антиадгезионное вещество), на порошок ДВП.
Вышеуказанный материал помещали в так называемый пресс для ламинирования при низком давлении. Текстура поверхности представляла собой особую пресс-плиту с выступами и впадинами, причем разность уровней между самой высокой и самой низкой частью составляла приблизительно 300 мкм. Пресс-плиту такой глубины нельзя использовать для прессования ММНД и ММВД, потому что пропитанная меламиновым полимером бумага трескается во время прессования. Полученное изделие представляло собой ярко-белую строительную панель.
Ниже представлены следующие примеры порошковых смесей.
<b>Тип</b>
<b>W1</b>
<b>W2</b>
<b>W3</b>
<b>W4</b>
<b>Нижний слой</b>
<b>W5</b>
Волокно ДВП ВП (мас.%)
0
0
0
0
75
0
Белое волокно (мас.%)
40
40
35
30
0
39
Prefere 4865 (мас.%)
0
40
45
52
25
0
Kauramine 773 (мас.%)
40
0
0
0
0
50
TiO<sub>2</sub> (мас.%)
10
10
10
9
0
11
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> (мас.%)
10
10
10
9
0
0
Итого (мас.%)
100
100
100
100
100
100
В приведенных выше смесях использованы Prefere 4865 и Kauramine 773, которые представляют собой примеры меламиноформальдегидных полимеров.
У типов W3 и W4 увеличено соотношение смолы и белых волокон (очищенных волокон). Эффект увеличения данного соотношения заключается в том, что повышаются эксплуатационные характеристики и увеличивается стойкость к травлению. В предпочтительном варианте осуществления соотношение смолы и белых волокон составляет более чем приблизительно 100%, предпочтительно более чем приблизительно 120% и наиболее предпочтительно находится в интервале, составляющем приблизительно от 120% до 180%.
Нижний слой, который наносят на центральный слой, в сочетании с любым из слоев W1-W4 над нижним слоем придает еще лучшие эксплуатационные характеристики, такие как глубина тиснения и повышенный глянец.
Верхний слой, такой как W5, не содержащий оксида алюминия над каким-либо из слоев W1-W4, дополнительно повышает стойкость к травлению. Он также увеличивает срок службы пресс-плит.
Пример R2. Окрашенный красный состав
2
К плите ДВП ВП толщиной 9,8 мм две подложки из бумаги NKR 140 прикрепляли на обратную сторону для выравнивания, добавляли состав порошка ДВП, содержащий 42,5 мас.% очищенного волокна, 10 мас.% оксида алюминия, 5 мас.% Heucosin Spez. Tomatenrot G 10138 в качестве красного пигмента и 42,5 мас.% меламинового полимера. Смесь порошка ДВП наносили так называемым распылительным устройств, которое равномерно распределяло материал порошка ДВП омпо всей поверхности ДВП ВП. Полное количество порошка ДВП составляло 625 г/м. Порошок ДВП закрепляли на плите ДВП ВП путем разбрызгивания водного раствора, содержащего 97 мас.% деионизированной воды, 1 мас.% BYK-345 (поверхностно-активное вещество, добавляемое для уменьшения поверхностного натяжения) и 2 мас.% Pat 622/E (антиадгезионное вещество), на порошок ДВП.
Вышеуказанный материал помещали в так называемый пресс для ламинирования при низком давлении. Текстура поверхности представляла собой особую пресс-плиту с выступами и впадинами, причем разность уровней между самой высокой и самой низкой частью составляла приблизительно 300 мкм. Пресс-плиту такой глубины нельзя использовать для прессования ММНД и ММВД, потому что пропитанная меламиновым полимером бумага трескается во время прессования. Полученное изделие представляло ровно окрашенную красную строительную панель, которую не так легко изготовить без очищенного волокна.
Водный раствор, разбрызгиваемый на порошок ДВП, может включать, например, 80-100 мас.% воды, предпочтительно деионизированной воды, 0-10 мас.% поверхностно-активного вещества и 0-10% антиадгезионного вещества. Предпочтительнее водный раствор может включать, например, 95-98,5 мас.%, предпочтительно приблизительно 97 мас.% воды, 0,5-2 мас.%, предпочтительно приблизительно 1 мас.% поверхностно-активного вещества и 1-3 мас.%, предпочтительно приблизительно 2 мас.% антиадгезионного вещества.