ПАНЕЛЬ С ПРЯМОЙ ПЕЧАТЬЮ, ИМЕЮЩАЯ ДВУХСЛОЙНУЮ СТРУКТУРУ
PANEL WITH DIRECT PRINT, HAVING TWO-LAYER STRUCTURE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к панели, в частности стеновой, потолочной или половой панели, с усовершенствованным поверхностным покрытием, а также к способу получения такой панели.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Из предшествующего уровня техники известно множество панелей для облицовки стен, потолков или полов. Например, в качестве напольных покрытий в помещениях широко распространены так называемые ламинатные (многослойные) панели. Ламинатные панели являются относительно дешевыми и хорошо поддаются обработке. Их основой обычно является несущая плита (основа) из материала MDF (от англ. medium density fiberboard; древесноволокнистая плита средней плотности) или HDF (от англ. high density fiberboard; древесноволокнистая плита высокой плотности), на лицевую сторону которой нанесена декоративная бумага, пропитанная меламиновой смолой. При прессовании смолы отверждаются под действием тепла и давления, так что образуется высокоизносоустойчивая поверхность. Для повышения износоустойчивости на поверхность перед прессованием часто добавляют износоустойчивые частицы, в частности корунд.
В качестве альтернативы ламинатным панелям с некоторых пор известны высококачественные панели на основе ПВХ, которые реализуют под названием LVT («престижная виниловая плитка»; от англ.: Luxury Vinyl Tiles). Например, из публикации DE 102006058655 А1 известна половая панель в форме многослойного прямоугольного ламината с несущей плитой из мягкого поливинилхлорида (ПВХ; PVC; от англ.: polyvinylchloride). На мягкий слой ПВХ или плиту из ПВХ наклеивают полотно декоративной бумаги, чтобы снабдить видимую поверхность ПВХ декоративным рисунком. В качестве альтернативы такого рода полотнам декоративной бумаги, которые наклеивают на несущую плиту из ПВХ, известно применение пленок из полимерных материалов, на которых, например, также может быть напечатан декоративный рисунок.
Из публикации DE 102006029963 известно, например, напольное покрытие из поливинилхлорида, на которое нанесен слой износоустойчивого лака для увеличения срока службы напольного покрытия из ПВХ. Лаковый слой при этом основан на акриловой смоле и отверждается посредством облучения. Ключевым моментом этой публикации является добавление в смолу электропроводящих веществ для придания готовому покрытию антистатических и/или электропроводящих свойств.
В последнее время на рынке появились LVT-панели, которые в качестве основы содержат более твердые ПВХ-плиты с толщиной в диапазоне от 4 мм до 6 мм, на которые нанесен мягкий ПВХ-слой с признаками, указанными выше. В более твердых плитах фрезеруют специальные профили в качестве соединительных средств. Таким способом можно легко укладывать отдельные панели на поверхность.
В процессе дальнейшего усовершенствования вышеописанных ламинатных панелей были разработаны так называемые панели с прямой печатью. В таких панелях с прямой печатью, как правило, не используют бумагу или пленки, в частности - декоративную бумагу. Вместо этого декоративный слой печатают способом глубокой печати с использованием дисперсионных красок прямо на поверхности несущей плиты, которую обычно подвергают подходящей предварительной обработке. В частности, перед печатью наносят грунтовочное покрытие способом валкового нанесения. После просушивания декоративного слоя наносят и отверждают несколько слоев смолы. Слои смолы выполняют функцию защитного слоя и износоустойчивой поверхности. И в этом случае для дополнительного повышения износоустойчивости часто добавляют износоустойчивые частицы, обычно - корунд.
Из публикации WO 2007/042258 известен, например, способ прямого нанесения покрытия на древесностружечные плиты, в котором во время единственной стадии нанесения покрытия на поверхность плиты наносят толстый защитный слой жидкого полимерного материала. Используемый полимерный материал при этом является жидкой полимеризуемой акрилатной системой, которая отверждается в результате полимеризации.
Указанные панели согласно предшествующему уровню техники, в зависимости от их строения, использованного способа изготовления и использованных материалов, обладают своими преимуществами и недостатками. Например, ламинатные панели, как правило, можно легко настелить, они обеспечивают возможность качественно выполнить высококачественные и любые декоративные рисунки и, кроме того, являются очень износоустойчивыми. Недостатками в характерном случае являются акустические свойства ламинатных панелей, которые, в частности, при использовании их в качестве напольных покрытий обуславливают сильные шумы при ходьбе. Ответственным за это является очень твердый слой меламиновой смолы, находящийся на поверхности ламината. Эти меламиновые поверхности, кроме того, воспринимаются как холодные и неприятные. Покрытия на основе ПВХ обладают превосходными акустическими свойствами и вдобавок приятны на ощупь; они воспринимаются как теплые и относительно мягкие, что желательно при многих применениях, например - в качестве напольного покрытия в ванной комнате. Однако для получения оптически высококачественных поверхностей такие ПВХ-полы необходимо достаточно трудоемко обрабатывать, и поэтому они значительно дороже, чем стандартные ламинатные панели, если они должны обладать сопоставимым оптическим качеством. Недостатком ПВХ-панелей является то, что на мягких поверхностях при интенсивном использовании быстро возникают глубокие царапины, которые ухудшают оптическую картину. Далее, недостатком является то, что ПВХ-полы не являются безопасными с экологической точки зрения. Они содержат вредные для здоровья пластификаторы, а в случае пожара, как известно, очень опасным является хлор (например, образование хлордиоксинов).
Панели с прямой печатью лишены некоторых недостатков ламинатных панелей и не требуют декоративной бумаги, пропитанной меламиновой смолой, за счет чего можно упростить их изготовление. Однако в том, что касается акустических свойств и тактильных ощущений, они обладают такими же недостатками, что и ламинатные панели.
В свете этих известных панелей или покрытий задачей настоящего изобретения является получение панели, в частности стеновой, потолочной или половой панели, которая обладала бы максимально возможным числом различных преимуществ известных панелей, но при этом у нее были бы предельно минимизированы недостатки, присущие различным панелям. Кроме того, задача состоит в том, чтобы такая панель могла быть изготовлена экономично и относительно простым способом. Следующая задача состоит в получении такого рода панелей, которые обладали бы хорошей износоустойчивостью, и с использованием которых можно было бы реализовать высококачественные декоративные рисунки.
Эти и другие задачи, которые будут указаны в тексте настоящего описания или могут стать очевидными для специалистов в данной области техники, решены за счет панели по пункту 1 формулы изобретения и соответствующего способа изготовления такого рода панели по пункту 24 формулы изобретения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1
S1
2
S2
S2
S1
S2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Согласно настоящему изобретению, предусмотрена панель, например стеновая, потолочная и, в частности, половая панель, которая содержит несущую плиту с лицевой стороной и обратной стороной, причем по меньшей мере на лицевой стороне предусмотрена система слоев. Под лицевой стороной в контексте настоящего изобретения следует понимать ту сторону, которая в уложенном состоянии панели, например в форме пола, представляет собой используемую сторону, которая обращена к наблюдателю. Несущие плиты необязательно могут быть разделены на панели. Своими боковыми кромками панели могут быть соединены через соединительные средства, в частности в форме элементов типа пазов и гребней, известных из области половых ламинатных панелей. Особенно подходящие пазогребневые (соединяемые посредством фиксирующих выступов и пазов) элементы позволяют соединение нескольких одинаковых панелей в направлениях, параллельных лицевой стороне и перпендикулярных лицевой стороне, посредством геометрического замыкания. Естественно, что панели могут быть подвергнуты последовательности стадий способа по отдельности, хотя такой образ действий является менее экономичным. Согласно настоящему изобретению, система слоев, начиная от лицевой стороны, содержит первый эластичный слой, который состоит из полимерного материала и в дальнейшем обозначен как слой S. Этот первый полимерный слой по настоящему изобретению имеет толщину, лежащую в диапазоне от 20 мкм до 600 мкм, и твердость по Мартенсу M, лежащую в диапазоне от 0,5 Н/мм до 120 Н/мм, предпочтительно в диапазоне от 2 Н/ммдо 50 Н/мм, более предпочтительно в диапазоне от 2 Н/мм до 40 Н/мм, и наиболее предпочтительно в диапазоне от 2 Н/мм до 30 Н/мм, при этом он является мягкоэластичным. Над этим первым эластичным слоем предусмотрен второй слой S, который имеет толщину, лежащую в диапазоне всего лишь от 10 мкм до 200 мкм, и твердость по Мартенсу M, которая больше, чем твердость по Мартенсу первого эластичного слоя, то есть M>M. Твердость по Мартенсу M, определенная на поверхности панели, лежит в диапазоне от 5 Н/мм до 300 Н/мм, предпочтительно в диапазоне от 15 Н/мм до 150 Н/мм, более предпочтительно в диапазоне от 20 Н/мм до 100 Н/мм и наиболее предпочтительно в диапазоне от 25 Н/мм до 90 Н/мм
1
1
2
Следствием структуры по настоящему изобретению системы слоев панели является то, что поверхность панели с такого рода покрытием - независимо от материала несущей плиты - ощущается как относительно мягкая и производит на ощупь теплое впечатление, приятное для восприятия человека. В частности, наличие толстого эластичного слоя S обеспечивает значительные акустические преимущества. По сравнению с эталонными ламинатными полами, система слоев по настоящему изобретению приводит к значительному эффекту подавления шумов, возникающих при хождении. Так, согласно IHD-W 431 для ламинатного эталонного пола определена громкость, равная 26 сонам (sone). Пол, снабженный эластичным слоем S и слоем S, обеспечивает уровень улучшения, лежащий в диапазоне от 10% до 70%, по сравнению с этим эталонным полом. Для ПВХ (LVT)-пола был измерен уровень улучшения, по сравнению с эталоном, равный 40%.
В качестве материалов для несущей плиты может рассматриваться множество различных материалов, так как соответствующие физические свойства панелей по настоящему изобретению по существу определяются нанесенной системой слоев. В целом, предпочтительно несущая плита панели по настоящему изобретению является, например, MDF-плитой, HDF-плитой, PVC-плитой, цементно-волокнистой плитой, WPC-плитой (плитой из древесно-полимерного композита; от англ.: wood powder composite), плитой из вторичных отходов термопластичных материалов, деревянной плитой, фанерной плитой или паркетной доской, например - готовой паркетной доской. Как указано выше, несущие плиты предпочтительно можно соединить боковыми сторонами за счет соединительных средств в форме пазогребневых элементов, так что панели по настоящему изобретению можно легко уложить, например - на пол, с получением покрытия.
1
2
3
В целом, для слоев S и S (и S) предпочтительны материалы, являющиеся акрилатными системами или основанные на акрилатах. Под акрилатной системой в контексте настоящего изобретения понимают способную к полимеризации смесь содержащих двойные связи моно-, ди- и полифункциональных соединений на основе акриловой кислоты. Характерными представителями являются, например, дипропиленгликольдиакрилат, 1,6-гександиолдиакрилат, сложный эфир полиуретана и акриловой кислоты, сложные эфиры полиэфиров и акриловой кислоты, которые имеются на рынке в производственной программе компании BASF под торговыми названиями Laromer™ различных типов.
2
2
2
2
Слой предпочтительно является полимером на основе олигомера, способного к радикальной полимеризации, и/или смеси таких олигомеров. Предпочтительно он основан на акрилатных олигомерах, отверждаемых облучением (акрилатная система). Олигомеры выбирают таким образом, чтобы слой обладал как можно более выраженными заглушающими свойствами, характеризующимися твердостью по Мартенсу, предпочтительно лежащей в диапазоне от 0,5 Н/мм до 120 Н/мм, особо предпочтительно - от 2 Н/мм до 50 Н/мм. Такая олигомерная композиция состоит, например, из одного или нескольких ненасыщенных акрилатов, которые содержат сложнополиэфирные, простые полиэфирные и/или полиуретановые структуры с функциональностью, лежащей в диапазоне от 1 до 4, предпочтительно - меньше 2. Коммерчески доступными примерами являются Laromer PO 43 F, Laromer UA 9033 или Laromer UA 19 T производства компании BASF. Смесь олигомеров также может содержать низковязкий сложный эфир акриловой кислоты с функциональностью, лежащей в диапазоне от 1 до 4, предпочтительно - с функциональностью, лежащей в диапазоне от 1 до 2. Коммерчески доступными примерами являются Laromer LR 8887, Laromer DPGDA, Laromer TPGDA производства компании BASF. Для отверждения посредством УФ-облучения используют фотоинициаторы, например - моно- или бисацилфосфиноксид, альфагидроксикетон, производные бензофенона, бензилдиметилкеталь или фенилглиоксилат. Композиция может содержать другие добавки, такие как смачивающие средства, пеногасители, неорганические или органические наполнители. В качестве добавок могут быть использованы, например, полиакрилаты, силиконы, тальк, сульфат бария, мел, кремниевая кислота или производные полимочевины.
2
2
Материал для второго слоя S предпочтительно основан на радикально полимеризуемом акрилатном мономере (акрилатной системе) или на смеси радикально полимеризуемых акрилатов, состоящей из одного или более ненасыщенных акрилатов (акрилатных систем), содержащих сложнополиэфирную, простую полиэфирную и/или полиуретановую структуру с функциональностью, лежащей в диапазоне от 1 до 8, предпочтительно - от 3 до 6. Примерами являются Laromer РЕ 9074, Laromer 8863 или Laromer LR 8987 как сырьевые материалы для лаков производства компании BASF. Предпочтительно эти смеси акрилатов дополнительно содержат сложный эфир акриловой кислоты с функциональностью, лежащей в диапазоне от 1 до 6, предпочтительно - с функциональностью, лежащей в диапазоне от 2 до 4. Например, могут быть использованы следующие сырьевые материалы производства компании BASF с торговыми названиями Laromer HDDA, Laromer TMPTA, Laromer PPTTA. В случае сшиваемых УФ-излучением систем добавляют фотоинициаторы, например - моно- или бисацилфосфиноксид, альфагидроксикетон, производные бензофенона, бензилдиметилкеталь или фенилглиоксилат. Кроме того, могут быть добавлены другие добавки, такие как смачивающие средства, пеногасители, матирующие средства, а также неорганические или органические наполнители, например - полиакрилаты, силиконы, тальк, сульфат бария, мел, кремниевая кислота или производные полимочевины. Олигомеры выбирают таким образом, чтобы твердость поверхности лежала в указанных диапазонах. Кроме того, выбор сырьевого материала осуществляют таким образом, чтобы слой S, кроме шумопоглощающих свойств, прежде всего обладал высокой износоустойчивостью (устойчивость против царапин, устойчивость против микроцарапин, устойчивость против истирания). Специалистам в данной области техники известно, что эти свойства обеспечиваются плотностью сшитой структуры и модификациями, например - наночастицами.
Толщина несущей плиты предпочтительно лежит в диапазоне от 3 мм до 20 мм, более предпочтительно - от 4 мм до 15 мм, еще более предпочтительно - от 3 мм до 12 мм, и наиболее предпочтительно - от 4 мм до 10 мм. В зависимости от назначения и нанесенного декоративного рисунка (если он есть) возможны различные формы. Например, если панель должна имитировать структуру натуральной древесины, то предпочтительна прямоугольная базовая форма несущей плиты или панели, например - форма прямоугольника с длиной, лежащей в диапазоне от 1,5 м до 2 мм, и шириной, лежащей в диапазоне от 10 см до 30 см.
1
1
2
S1
S2
S2
S1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Как указано выше, соответствующие физические свойства поверхности панели по настоящему изобретению по существу определяются системой слоев по настоящему изобретению. Первый толстый эластичный слой S определяет акустические свойства панели. Как правило, предпочтительные значения твердости по Мартенсу для слоя S лежат, как указано выше, в диапазоне от 0,5 Н/мм до 120 Н/мм, особо предпочтительно - от 2 Н/мм до 50 Н/мм, еще более предпочтительно - от 2 Н/мм до 40 Н/мм, и наиболее предпочтительно - от 2 Н/мм до 30 Н/мм. Второй слой S должен в любом случае иметь большую твердость, чем первый слой, и, как указано выше, она предпочтительно лежит в диапазоне от 5 Н/мм до 300 Н/мм, особо предпочтительно - от 15 Н/мм до 150 Н/мм, еще более предпочтительно - от 20 Н/мм до 100 Н/мм, и наиболее предпочтительно - от 25 Н/мм до 90 Н/мм. Специалистам в данной области техники очевидно, что, даже если указанные данные о диапазонах предпочтительных значений твердости M и M частично превышены, то по существу все определяется тем, что M>M.
Определение твердости по Мартенсу в принципе известно специалистам в данной области техники. При разработке настоящего изобретения для этого использовали испытательный прибор Taber Abraser 5151 производства компании Taber Industries. После каждых 200 оборотов шлифовальной бумаги S-41 определяли твердость и глубину следов на образцах. Определение твердости по Мартенсу (зарегистрированное испытание на твердость под воздействием испытательной силы) проводили согласно DIN EN ISO 14577. В качестве испытательного прибора использовали «Fischerscope Н100» производства компании Helmut Fischer GmbH. Использовали следующие параметры испытания: максимальная сила 50/30 мН, длительность измерения: 20 секунд. Определение глубины следов осуществляли с помощью механического контактного профилометра. В качестве испытательного прибора использовали пертометр S3P производства компании Perthen.
При измерении образцов оказалось, что (по-видимому, из-за использованных относительно мягких материалов) имелись относительно большие различия твердости при заданной толщине слоя. Поэтому было необходимо проводить измерения в нескольких точках, чтобы получить убедительные, репрезентативные данные посредством расчета среднего значения. В ходе выполненных измерений значения твердости и глубины следов после 200 оборотов шлифовальной бумаги каждый раз измеряли в четырех точках. Показано, что четыре точки измерения в большинстве случаев обеспечивали достаточную точность. Само собой разумеется, что еще более точные результаты измерения можно получить, если использовать более четырех точек измерения, например - восемь.
1
2
1
1
1
Толщина эластичного слоя S предпочтительно лежит в диапазоне от 20 мкм до 600 мкм, более предпочтительно - от 40 мкм до 500 мкм, еще более предпочтительно - от 80 мкм до 450 мкм, и наиболее предпочтительно - от 120 мкм до 240 мкм. Второй слой S независимо от толщины первого слоя предпочтительно имеет толщину, лежащую в диапазоне от 10 мкм до 180 мкм, более предпочтительно - от 20 мкм до 100 мкм, и наиболее предпочтительно - от 30 мкм до 80 мкм. При этом специалисту в данной области техники очевидно, что чем более толстым выбран первый эластичный слой S, тем более эластичными могут быть свойства поверхности панели с таким покрытием. Слой S предпочтительно наносят в ходе нескольких последовательных стадий, в частности - с использованием нескольких систем валиков, с соответствующей желатинизацией после нанесения каждой системой валиков. Под желатинизацией в контексте настоящего изобретения следует понимать, что в каждом слое инициируют радикальную полимеризацию посредством облучения, например, УФ-излучением, но эту полимеризацию быстро прекращают для обеспечения лучшего сцепления со следующими слоями. Другими словами, частичные слои отверждают не полностью, а лишь частично. За счет этого, среди прочего, повышается сцепление частичных слоев друг с другом. Альтернативно, можно нанести слой S и в ходе одной стадии.
1
1
2
Между лицевой стороной и слоем S предпочтительно предусмотрен декоративный слой, который содержит печатную краску (чернила) или состоит из этой печатной краски. Термин «печатная краска» в контексте настоящего изобретения используют в его родовом значении, и он обозначает не одну печатную краску, а печатную краску в общем смысле: при цифровой четырехцветной печати печатная краска состоит, например, из четырех различных красок (голубой, пурпурный, желтый, черный), из которых получают цветное изображение за счет смешивания цветов распыленных капелек красок. При непрямой глубокой печати декоративный рисунок, как известно, получают с помощью вращающегося печатного цилиндра. С помощью печатных цилиндров наносят специфические для данного рисунка смешанные краски. В случае настоящего изобретения в целом предпочтительно, чтобы слои S и S были по существу прозрачными и могли служить защитой для расположенного под ними декоративного слоя.
На предшествующем уровне техники в качестве печатных красок обычно использовали дисперсионные краски, в частности - акриловые краски. Эти дисперсионные краски регулярно используют в стандартном способе глубокой печати. Дисперсионные краски - это краски, которые, как правило, состоят из трех основных компонентов, а именно: а) растворителя (обычно - воды), б) связующего в форме полимерных материалов, которые при испарении растворителя конденсируются и образуют прочный слой, и в) цветных пигментов для достижения желаемой кроющей способности и желаемого цветового оттенка. Отверждение таких дисперсионных красок также происходит не за счет полимеризации, а за счет испарения растворителя, так как связующие уже являются полимерами. Содержащиеся в дисперсии полимеры при конденсации связующего соединяются чисто физическим способом и образуют прочный сплошной слой.
1
В связи с настоящим изобретением неожиданно было обнаружено, что улучшенных свойств сцепления в системах слоев по настоящему изобретению можно достичь, если вместо стандартных дисперсионных красок использовать полимеризуемые печатные краски. Положительный эффект особенно выражен, если печатную краску декоративного слоя и по меньшей мере часть первого эластичного слоя S отверждают или полимеризуют совместно (если декоративный слой нанесен способом прямой печати, например - цифровой печати, то декоративный слой состоит по существу из печатной краски). Под отверждением или частичным отверждением (желатинизацией) полимерного слоя или полимеризуемой печатной краски в контексте настоящего изобретения следует понимать химическую реакцию, которая имеет место при полимеризации. От этого следует отличать высушивание такого рода слоев, при котором только испаряется растворитель, например - вода, содержащаяся в дисперсионной краске, или содержание растворителя снижают чисто физическим способом. За счет комбинированного (частичного) отверждения полимеризуемой печатной краски и материалов первого эластичного слоя происходит, по-видимому, химическое сшивание на поверхности раздела обоих слоев, которое, как полагают, ответственно за улучшенное сцепление слоев друг с другом. Обычно используемые дисперсионные краски не содержат полимеризуемых акрилатных систем, так что не может происходить такое химическое сшивание между печатной краской (декоративным слоем) и эластичным слоем.
Поэтому, в целом, печатные краски, используемые в настоящем изобретении, являются полимеризуемыми печатными красками и, в частности, полимеризуемыми акрилатными системами. Полимеризуемые печатные краски в качестве основных составных частей содержат связующие, а именно - смолы, содержащие химически активные двойные связи; мономеры или олигомеры, например - акрилатные мономеры и акрилатные олигомеры; необязательно - фотоинициаторы для печатных красок, отверждаемых излучением; добавки, например - пеногасители, технологические добавки и т.п.; цветные пигменты и наполнители для достижения определенных физико-технических свойств. В целом, предпочтительно, чтобы используемые в настоящем изобретении печатные краски были печатными красками, отверждаемыми излучением, в частности, печатными красками, отверждаемыми УФ-излучением. Особо предпочтительно печатная краска основана на полимеризуемом акрилате и/или N-винилкапролактаме.
3
S3
1
S3
S1
3
3
1
3
3
3
1
2
В следующем варианте осуществления настоящего изобретения на лицевой стороне под декоративным слоем предусмотрен третий эластичный слой S, который имеет твердость по Мартенсу M, причем твердость третьего эластичного слоя предпочтительно равна или меньше твердости первого эластичного слоя S, то есть M≤M. Таким способом можно получить особенно толстые системы слоев с соответственно хорошими эластическими свойствами. При этом слой Sпредпочтительно должен иметь толщину, лежащую в диапазоне от 10 мкм до 300 мкм, более предпочтительно - от 30 мкм до 150 мкм, и наиболее предпочтительно - от 60 мкм до 120 мкм. Для слоя S используют радикально полимеризуемую смесь акрилатов, которую используют также для слоя S, и которая описана выше. В эту смесь олигомеров перед нанесением предпочтительно добавляют пигменты, чтобы сообщить слою кроющий цвет в качестве грунта для печати; это значит, что слой Sпредпочтительно не должен быть прозрачным для обеспечения удовлетворительного качества печати. Декоративный слой, необязательно содержащий необходимые слои грунтовок (грунтовочных лаков, красок) и грунтовочных покрытий, затем наносят на этот предварительно нанесенный слой S. Преимущество этого третьего слоя S состоит в том, что всю систему слоев можно сделать очень толстой, не ухудшая при этом оптическое впечатление от необязательно имеющегося декоративного слоя, так как между наблюдателем и декоративным слоем находятся только первый эластичный слой S и второй слой S.
Система слоев по настоящему изобретению также имеет преимущество, состоящее в том, что на лицевой стороне панели или несущей плиты не нужны дополнительные бумажные слои или полимерные пленки, которые были необходимыми во многих применениях на предшествующем уровне техники. Поэтому покрытия на панели можно нанести в процессе прохождения их через одну установку, и они не должны вступать в контакт с предварительно изготовленными бумажными полотнами или полимерными пленками и быть склеенными с ними.
1
2
В следующем варианте осуществления настоящего изобретения декоративный слой, необязательно включающий необходимые вспомогательные слои, такие как слои грунтовок или грунтовочные покрытия, может быть расположен между слоем S и слоем износа S.
S1
1
1
1
S1
1
2
1
S2
2
2
S2
S1
S2
2
2
2
1
2
2
2
2
Кроме того, настоящее изобретение относится к способу изготовления панели, в частности - панели вышеописанного рода. В этом способе во время первой стадии изготавливают несущую плиту, например - несущую плиту из MDF или HDF. На эту несущую плиту наносят слой жидкого отверждаемого посредством облучения акрилата, который выбран так, чтобы после выполненного отверждения он имел значение твердости по Мартенсу M, лежащее в диапазоне от 0,5 Н/мм до 120 Н/мм. С использованием стандартного способа валкового нанесения за один рабочий ход можно нанести слои толщиной до 80 мкм, в исключительных случаях - до 100 мкм. Поэтому, для того чтобы получить желаемую толщину первого эластичного слоя S, обычно необходимо отверждать каждый нанесенный слой, предпочтительно - посредством облучения, и на этот частично или полностью отвержденный первый слой наносить следующий слой. Так как предпочтительно все время используют одинаковые материалы, можно получить однородный (во всяком случае, с точки зрения твердости) эластичный слой S с толщиной до 600 мкм. Однако для каждого подслоя слоя S могут быть использованы различные материалы с различными значениями M, которые, тем не менее, предпочтительно не должны сильно отличаться друг от друга, и в любом случае должны лежать в диапазоне по настоящему изобретению, т.е. от 0,5 Н/мм до 120 Н/мм. Тем не менее, предпочтительна максимально однородная твердость в конечном слое S (или S), которую проще всего обеспечить за счет использования одного и того же материала или по меньшей мере сходных материалов. После достижения желаемой конечной толщины эластичного слоя S (и частичного или полного его отверждения) осуществляют нанесение слоя другого жидкого отверждаемого излучением акрилата, причем акрилат выбирают так, чтобы слой после отверждения имел твердость по Мартенсу M, которая превышает твердость по Мартенсу ранее нанесенного первого эластичного слоя. И в этом случае может потребоваться нанесение нескольких слоев с соответствующими промежуточными стадиями (частичного) отверждения, если желательна особенно большая конечная толщина второго слоя S. И в этом случае для каждого подслоя в слое S могут быть использованы различные материалы с различными значениями M, при условии, что каждое значение M меньше наименьшего значения M отдельных подслоев слоя S. Однако и в этом случае предпочтительно использовать одинаковые или по крайней мере сходные материалы для подслоев слоя S, так как это улучшает сцепление подслоев и может привести к более высокой износоустойчивости составного слоя S (или, соответсвенно, S).
1
1
Перед нанесением первого подслоя эластичного слоя S предпочтительно нанести на поверхность несущей плиты грунтовочный слой и напечатать на нем декоративный слой. Это предпочтительно осуществляют посредством прямой печати, причем описанные выше в связи с панелью по настоящему изобретению технические данные принципиально применимы и в способе по настоящему изобретению. Другими словами, декоративный слой или декоративный рисунок и в этом случае наносят с использованием полимеризуемой печатной краски, и, особо предпочтительно, на еще не отвержденную (по меньшей мере, не полностью отвержденную) печатную краску наносят по меньшей мере первый подслой первого эластичного слоя S, после чего отверждают его совместно с печатной краской. Таким образом обеспечивается особенно хорошее сцепление системы слоев с поверхностью несущей плиты.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пример 1
2
2
2
2
2
2
2
1
2
S2
1
Во время первой стадии несущую плиту из HDF толщиной 8 мм с помощью устройства для валкового нанесения покрыли слоем грунтовки на основе коммерчески доступной водной акрилатной дисперсии с плотностью покрытия, равной 10 г/м. Во время следующей стадии осуществили выравнивание плиты с помощью устройства для валкового нанесения с использованием шпаклевочной массы на основе высоконаполненной водной акрилатной дисперсии с плотностью покрытия, равной 25 г/м. Затем способом налива (то есть посредством пропускания через жидкую завесу) нанесли грунт для печати (грунтовочное покрытие) на основе водной акрилатной дисперсии с добавлением наполнителей и цветных пигментов в количестве, равном 70 г/м. После каждой стадии нанесения покрытий осуществляли промежуточную сушку при температурах, лежавших в диапазоне от 80°С до 200°С. Обработанные таким образом плиты подавали в печатную машину, состоявшую по существу из гравированного вала и резинового валика для переноса печатного рисунка с гравированного цилиндра на плиту. Печатный рисунок наносили тремя расположенными последовательно печатными устройствами, причем каждое печатное устройство наносило свою дисперсионную печатную краску, состоявшую из цветных пигментов и водной акрилатной дисперсии. Например, при имитации темной древесины орехового дерева наносили 5 г/м печатной краски. На слой печатной краски на следующей стадии способа с помощью устройства для валкового нанесения нанесли коммерчески доступную УФ-грунтовку. С помощью следующего устройства для валкового нанесения нанесли смесь (1) радикально полимеризуемых акрилатных олигомеров в количестве, равном 80 г/м. Эта смесь (1) содержала 70 частей Laromer РЕ 9032 и 25 частей Laromer ТВСН производства компании BASF, а также 5 частей других добавок (бензилметилкеталя как фотоинициатора, алифатического уретанакрилата с функциональностью, равной 3). С помощью УФ-излучателя осуществили желатинизацию (частичное отверждение) этого слоя. С помощью следующего устройства для валкового нанесения повторно нанесли ту же (или, альтернативно, сходную) смесь (1) олигомеров в количестве, равном 80 г/м, и по меньшей мере частично отвердили. Затем на полученный таким образом первый эластичный слой S в третьем устройстве для валкового нанесения нанесли слой S из содержащего двойные связи отверждаемого излучением олигомера (2) в количестве, равном 50 г/м и полимеризовали его посредством УФ-облучения. Этот олигомер (2) состоит из смеси 75 частей Laromer РЕ 9074, 20 частей Laromer HDDA производства компании BASF и 5% других добавок (среди прочего, фенилглиоксалата как фотоинициатора) и обеспечивает большую твердость (M), по сравнению с первым слоем S.
Пример 2
Панели, на которые печатный рисунок нанесен печатными красками, отверждаемыми облучением
2
2
1
В этом случае также использовали несущую плиту из HDF толщиной 8 мм, и так же, как в Примере 1, на нее нанесли водную грунтовку, шпаклевочную массу и грунтовочное покрытие для печати. На обработанную таким образом плиту с помощью цифрового печатного устройства нанесли такой же декоративный рисунок, как в Примере 1. Однако при этом использовали не дисперсионные краски, а печатные краски для цифровой печати, отверждаемые облучением. Для получения печатного рисунка потребовалось количество краски, равное примерно 2 г/м. Краску вначале зафиксировали излучением с удельной энергией на единицу площади, равной 150 мДж/см (от ртутной лампы) и затем нанесли первый подслой слоя S, как в Примере 1, и по меньшей мере частично отвердили (желатинизировали) его совместно с печатной краской. Последующие стадии выполнили так же, как в Примере 1.
Пример 3
2
2
2
2
1
2
2
Несущую плиту из HDF подвергли стадиям способа, включая пропускание через печатную машину, как в Примере 1. На высушенную печатную краску нанесли коммерчески доступный водную УФ-грунтовку. Плиту на предшествующей стадии способа нагрели до температуры поверхности, лежавшей в диапазоне от 50°С до 60°С, так что вода из грунтовки быстро испарилась с поверхности, и таким образом грунтовку зафиксировали. Затем нанесли смесь (1) олигомеров, как описано в Примере 1, в количестве, равном 50 г/м, с помощью устройства для валкового нанесения и желатинизировали ее посредством УФ-облучения. Затем осуществили второе валковое нанесение 50 г/м этой (или сходной) смеси (1) олигомеров с последующей желатинизацией, и в заключение осуществили третье нанесение (1) 50 г/м с последующей желатинизацией для получения слоя S. После этого с помощью устройства для валкового нанесения нанесли слой износа или покровный слой (то есть слой S) с поверхностной плотностью, равной 30 г/м, и отвердили его посредством УФ-облучения. Олигомер (2') для покровного слоя S состоял из смеси 75 частей Laromer РЕ 9074, 20 частей Laromer HDDA производства компании BASF и 5% других добавок (среди прочего, фенилглиоксалата как фотоинциатора и матирующего средства). За счет количества добавленного матирующего средства регулируется желаемый уровень глянца поверхности. Дальнейшую переработку плит в половые панели осуществили так, как описано в Примере 1.
Пример 4
2
2
2
2
2
3
1
2
Во время первой стадии несущую плиту из HDF толщиной 8 мм с помощью устройства для валкового нанесения покрыли грунтовкой на основе коммерчески доступной водной акрилатной дисперсии с поверхностной плотностью, равной 10 г/м. Во время следующей стадии осуществили выравнивание плиты с помощью устройства для валкового нанесения с использованием шпаклевочной массы на основе высоконаполненной водной акрилатной дисперсии с поверхностной плотностью, равной 25 г/м. Затем с помощью устройства для валкового нанесения нанесли массу, отверждаемую УФ-облучением, в количестве, равном 40 г/м. Эта масса, отверждаемая облучением, состояла из 65 частей смеси (1) олигомеров из Примера 1 и 35% тонко диспергированного диоксида титана. Затем массу желатинизировали посредством УФ-облучения. С помощью следующего устройства для валкового нанесения осуществили второе нанесение 40 г/м этой массы с последующей желатинизацией. Полученный слой соответствует описанному выше слою S. Затем выполнили цифровую печать, как описано в Примере 2. Далее (необязательный этап) нанесли коммерчески доступную УФ-грунтовку в количестве, равном 3 г/м, посредством валкового нанесения. Дальнейшее нанесение олигомеров 91) и (2) для получения слоев S и S осуществили так, как описано в Примере 1, так же, как и изготовление панелей из исходных плит.
Далее указаны некоторые измеренные свойства материалов для настила полов, полученных в Примерах с 1 по 4:
а) Определение шума во время хождения согласно методике IHD-W 431 (редакция от 14.05.2012)
Параметры были определены без учета спектров по наибольшей и наименьшей громкости (с коррекцией выпадающих значений согласно IHD-W 431). Результат был представлен как разность общего уровня звукового давления по шкале А и громкости исследованного варианта по сравнению с эталонным полом. Изменение линейной величины громкости (N) выражали в процентах по сравнению со стандартом следующим образом:
Изменение в процентах:
Полученное значение означает повышение в процентах (отрицательное значение) или уменьшение (положительное значение) восприятия громкости. Эталоном является стандартный ламинатный пол с покрытием из меламиновой смолы и толщиной плиты, равной 8 мм.
Примеры показывают, что при наличии покрытия по настоящему изобретению удается достичь значимых уровней снижения шума при ходьбе. Снижение на 10 дБ воспринимается ухом человека как уменьшение громкости в два раза. Для того чтобы обеспечить прямую сопоставимость, в качестве несущих плит в Примерах с 1 по 4 использовали только несущие плиты из HDF. При использовании альтернативных несущих плит возможны дальнейшие заметные снижения шума.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые графические материалы. При этом:
Фиг. 1а и 1b демонстрируют примеры строения слоев в схематическом изображении; и
Фиг. 2 демонстрирует пример установки для изготовления панелей по настоящему изобретению в схематическом изображении.
На Фиг. 1а схематически изображено строение слоев в панели 10 по настоящему изобретению. Изображение является чисто схематическим и выполнено без соблюдения масштаба. В частности, несущая плита 11 значительно толще, чем другие слои 12-18, толщина которых составляет несколько сотен микрометров. Кроме того, для облегчения понимания отдельные слои представлены с пространственным разделением, тогда как в реальном случае они непосредственно граничат друг с другом или расположены прямо друг на друге.
В изображенном примере показана несущая плита 11 толщиной около 8 мм, изготовленная из HDF-материала. На обратной стороне несущей плиты 11 наклеен барьер 13 для влаги в форме подходящей полимерной пленки. Этот барьер для влаги является необязательным и зависит от материала несущей плиты 11 и желаемой области применения. Кроме того, несущая плита 11 содержит соединительные средства в форме пазов 15 и гребневых 14 элементов, которые на Фиг. 1а (и Фиг. 1b) обозначены лишь схематически. Подходящие соединительные средства в форме пазогребневых элементов, которые обеспечивают возможность соединения нескольких одинаковых панелей в направлениях, параллельных лицевой стороне и перпендикулярных лицевой стороне, посредством геометрического замыкания, известны специалистам в данной области техники. Обычно на четырех сторонах прямоугольных или четырехугольных несущих плит для этого предусмотрены противолежащие комплементарные соединительные средства. Подробности относительно такого рода соединительных средств или фиксирующих профилей известны специалистам в данной области техники из технологии производства ламинатных полов, например - из публикаций WO 01/88306 или WO 01/48332 того же автора, содержание которых полностью включено в данную работу посредством ссылки.
1
S
1
2
2
2
В изображенной системе слоев панели 10 предусмотрен грунтовочный слой 16 с толщиной, лежащей, например в диапазоне от 50 мкм до 200 мкм, который основан на водной акрилатной системе. Под грунтовочным слоем могут быть нанесены дополнительные очень тонкие слои грунтовок и/или слои шпаклевки, которые известны специалистам в данной области техники из области панелей с прямой печатью. На грунтовочном слое 16 напечатан декоративный слой или декоративный рисунок 18. Декоративный рисунок 18 или декоративный слой 18 наносят, например, с использованием полимеризуемой печатной краски посредством цифровой четырехцветной печати. Над декоративным слоем 18 расположен первый эластичный слой S с толщиной, равной 200 мкм, и твердостью по Мартенсу M, равной 15 Н/мм. На первый эластичный слой S нанесен второй слой S, который имеет толщину, равную 80 мкм, и твердость по Мартенсу, равную примерно 25 Н/мм.
3
3
S3
1
S3
S1
1
Пример из Фиг. 1b соответствует примеру из Фиг. 1а с отличием, состоящим в том, что между грунтовочным слоем 16 и декоративным слоем 18 предусмотрен дополнительный эластичный слой S. Слой S при этом предпочтительно имеет твердость по Мартенсу M, которая меньше или равна твердости по Мартенсу слоя S то есть M≤M. В примере из Фиг. 1b первый слой S может быть сформирован несколько более тонким, чем в примере из Фиг. 1а, что на обоих рисунках схематически обозначено как различные толщины.
Далее со ссылкой на Фиг. 2 описан пример изготовления панели по настоящему изобретению. На Фиг. 2 схематически изображена установка для нанесения покрытий на несущие плиты 11. После нанесения покрытий несущие плиты обрезают и профилируют в отдельной профилирующей линии (не показана). Несущие плиты 11 имеют толщину, лежащую, например, в диапазоне от 3 мм до 20 мм, длину (в направлении транспортировки в установке из Фиг. 2), лежащую в диапазоне от 150 см до 200 см, и ширину, лежащую в диапазоне от 125 см до 210 см. Однако можно использовать любые другие размеры несущих плит, которые в конце процесса будут обрезаны до желаемой формы и желаемой величины. Изображенные на Фиг. 2 блоки установки не следует считать окончательными, они служат лишь примерами для разъяснения способа по настоящему изобретению. Перед указанными блоками, после них и между ними могут быть предусмотрены дополнительные блоки обработки, например - дополнительные сушильные блоки, блоки для нанесения грунтовок, блоки для нанесения шпаклевочной массы, контрольные и наблюдательные устройства, и т.п. Несущие плиты 11 транспортируют через установку для нанесения покрытий, например, с помощью роликовых транспортеров.
S1
1
1
S2
2
2
2
2
2
2
В первом изображенном блоке 30 на лицевую сторону (основную сторону) несущих плит 11 наносят грунтовочную массу с использованием жидкой завесы 31 из материала покрытия. Жидкая завеса 31 распространяется на всю ширину плиты, и плиты транспортируются через эту завесу и при этом на них наносится покрытие. Под устройством 30 для подачи завесы находится приемный резервуар 32, в который падает жидкая завеса, если через завесу не пропускают плиту, например - во время перерыва между двумя следующими друг за другом плитами. В качестве материала покрытия для грунтования предпочтительно используют жидкую акрилатную дисперсию. В расположенном далее сушильном блоке 40 нанесенное грунтовочное покрытие просушивают горячим воздухом, то есть из водной акрилатной дисперсии удаляют воду. После сушки грунтовочного покрытия на грунтовочное покрытие с помощью устройства 45 для цифровой печати наносят декоративный слой. Этот декоративный слой может, например, имитировать древесину, однако в настоящее время коммерчески доступные устройства для цифровой печати способны нанести практически любой декор или рисунок на плиты. В печатном устройстве 45 предпочтительно используют печатную краску, которая полимеризуется облучением, то есть печатную краску, которая основана на полимеризуемом акрилате и/или N-винилкапролактаме. Специалисту в данной области техники очевидно, что изображение устройства 45 для цифровой печати является чисто схематическим, и что такие печатные устройства, как правило, состоят из нескольких блоков. После печати желаемого декоративного рисунка в первом устройстве 50 для нанесения покрытия наносят первый подслой, состоящий из жидкого алифатического акрилата, отверждаемого облучением. Материал выбирают таким образом, чтобы после отверждения он имел твердость по Мартенсу M, лежащую в диапазоне от 0,5 Н/мм до 120 Н/мм. Устройство 50 является устройством для валкового нанесения покрытия и способно за один рабочий ход наносить слой с толщиной, лежащей в диапазоне от примерно 40 мкм до примерно 100 мкм. В расположенном далее блоке 60 нанесенный подслой жидкого алифатического акрилата, отверждаемого облучением, по меньшей мере частично отверждают посредством облучения УФ-излучением. Затем следует второе устройство 50' для нанесения второго подслоя, состоящего из того же жидкого алифатического акрилата, отверждаемого облучением, что и первый подслой. И в этом случае блок 50' является блоком для валкового нанесения, который обычно способен наносить слои, толщина которых лежит в диапазоне от 30 мкм до 100 мкм. В блоке 60' этот второй подслой по меньшей мере частично отверждают посредством облучения УФ-излучением. Затем в третьем устройстве 50'' для нанесения покрытия наносят третий подслой, состоящий из того же жидкого акрилата, отверждаемого облучением, и по меньшей мере частично отверждают его в третьем блоке 60'' облучения посредством облучения УФ-излучением. Поэтому в схематическом изображении на Фиг. 2 показаны три такого рода устройства, которые способны нанести три подслоя, входящих в один слой, однако может иметься и больше или меньше таких устройств, в зависимости от желаемой общей толщины первого эластичного слоя На выходе из последнего блока 60'' облучения в любом случае получают первый эластичный слой S с толщиной, равной примерно 150 мкм. Затем на этот первый эластичный слой S в блоке 70 для нанесения покрытия наносят слой из жидкого акрилата, отверждаемого облучением, который выбирают так, чтобы после отверждения он имел твердость по Мартенсу M, которая больше, чем твердость по Мартенсу первого эластичного слоя, и предпочтительно лежит в диапазоне от 5 Н/мм до 300 Н/мм. На Фиг. 2 в качестве примера показаны только одно устройство 70 для нанесения покрытия и один блок 71 для отверждения облучением, однако и для нанесения второго слоя S могут быть предусмотрены несколько устройств, в зависимости от желаемой конечной толщины слоя S. На выходе из установки для нанесения покрытия при этом получают панель с покрытием по настоящему изобретению, которая по желанию может быть переработана дальше.