СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГИБКОЙ ПЛЕНКИ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ
FLEXIBLE FILM PRODUCTION METHOD AND APPLICATION THEREOF

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу производства материала-носителя, импрегнированного и покрытого смолой, к материалу-носителю, импрегнированному и покрытому смолой, и к его применению для производства слоистых материалов, в частности, древесных продуктов, таких как продукты из фанеры, древесностружечных плит, древесноволокнистых плит и плит ОСП (OSB) и т.п. или продуктов на их основе.
Уровень техники
Известны различные способы производства материалов-носителей, импрегнированных смолой. Обычно материалы-носители, такие как бумага, пропитывают термоотверждаемыми смолами.
Применение термоотверждаемых смол для пропитывания материалов-носителей позволяет обеспечить их экономически эффективное производство. Соответствующие материалы-носители, импрегнированные упомянутыми термоотверждаемыми смолами, известны благодаря своей хорошей стабильности, высокой теплостойкости и химической стойкости. Гибкость получаемой в результате пленки можно улучшать путем добавления к соответствующим импрегнирующим дисперсиям полиакрилата в качестве термопластичной смолы.
Материалы-носители, импрегнированные термоотверждаемыми и термопластичными смолами, известны из публикации GB 1233396 A. Импрегнированный материал-носитель можно дополнительно покрывать термоотверждаемой смолой. В упомянутом документе также раскрыт способ производства древесной плиты, облицованной таким импрегнированным материалом-носителем необязательно с покрытием.
Однако может быть крайне важна совместимость покрывающей композиции, содержащей термоотверждаемую смолу и наносимой на материал-носитель, который был импрегнирован, с полиакрилатсодержащей дисперсией. Наблюдались случаи и, следовательно, существует риск, что полученный импрегнированный материал-носитель с покрытием будет прилипать к плите пресса во время его ламинирования на панель, такую как материал на основе древесины. Упомянутая проблема прилипания особенно значима и, по-видимому, может существенно возрастать, если при импрегнировании присутствуют высокие концентрации полиакрилата, обычно в том случае, когда для пропитывания применяются концентрации полиакрилата приблизительно более 10 масс.% в расчете на массу импрегнирующей дисперсии. Последнее приводит к значительной деформации продукта производства ламинированных панелей, то есть слоистых материалов, таких как ламинированные материалы на основе древесины.
Следовательно, в одном из аспектов задачей настоящего изобретения является обеспечение способа производства импрегнированного материала-носителя с покрытием (который в дальнейшем также упоминается как "пленка"), который меньше склонен прилипать к плитам пресса для горячего прессования во время облицовки панели такой пленкой. Изобретение также относится к пленке, обеспечиваемой с помощью такого способа. Также предлагается панель, облицованная такой пленкой, в частности, материал на основе древесины, облицованный такой пленкой, обладающий высокой гибкостью.
Сущность изобретения
Упомянутая проблема решается путем обеспечения способа производства пленки по п. 1, а также с помощью объекта изобретения, заявленного в дополнительных независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения представляют собой объект изобретения, заявленный в дополнительных зависимых пунктах формулы изобретения.
В частности, проблему можно решить с помощью способа производства пленки для облицовки панели, в частности, для облицовки материала на основе древесины, содержащего стадии
a) обеспечения материала-носителя;
b) пропитывания материала-носителя с применением импрегнирующей дисперсии, содержащей смоляной компонент, который содержит полиакрилат, которое приводит к получению влажного импрегнированного материала-носителя;
с) нанесения на влажный импрегнированный материал-носитель покрытия с применением покрывающей композиции, содержащей термоотверждаемую смолу.
Такой способ подходит для обеспечения пленки, которая предназначена, в частности, для облицовки панели, например, для облицовки материала на основе древесины, приводя к получению предпочтительно гибкого слоистого материала с повышенным внутренним сцеплением.
Авторы изобретения обнаружили, что важным условием для того, чтобы уменьшить или избежать прилипания, является условие, чтобы после стадии пропитывания импрегнированный материал-носитель оставался влажным. Следовательно, покрывающую композицию, содержащую термоотверждаемую смолу, наносят на импрегнированный материал-носитель в то время, когда такой импрегнированный материал-носитель все еще остается влажным. Соответственно, импрегнированному материалу-носителю нельзя дать высохнуть между стадией пропитывания и стадией нанесения покрытия. В предпочтительном варианте осуществления изобретения это означает, что импрегнирующая полиакрилатсодержащая дисперсия все еще находится в жидком состоянии, когда она входит в соприкосновение с термоотверждаемой смолой. В конкретном варианте осуществления изобретения режим, который не позволяет материалу-носителю высыхать, позволяет избежать значительного сшивания полиакрилата перед стадией нанесения покрытия, то есть перед нанесением покрывающей композиции. Такой способ также можно определить как способ нанесения "мокрого на мокрое".
Не ограничиваясь теорией, жидкое состояние импрегнирующей дисперсии во время нанесения покрывающей композиции с термоотверждением (термоотверждаемой смолой) предположительно способствует сшиванию между полиакрилатом и термоотверждаемой смолой покрывающей композиции. При этом достигается лучшее сцепление (когезия) термоотверждаемой смолы покрывающей композиции c материалом-носителем, импрегнированным полиакрилатом. В таком контексте предполагается, что контакт полиакрилата с плитами пресса для горячего прессования должен уменьшаться в случае ламинирования пленки на панель, -то есть меньшее количество полиакрилата входит в соприкосновение с плитой пресса, и проблема прилипания уменьшается.
Способ согласно изобретению, является особенно предпочтительным, когда применяются более высокие концентрации полиакрилата. Более высокие концентрации полиакрилата улучшают гибкость полученной в результате пленки, и вместе с тем гибкость облицованной панели, то есть полученного слоистого материала. Обычно требуются более высокие концентрации полиакрилата. Однако в случае более высоких концентраций полиакрилата проблема прилипания существенно возрастает. Неожиданно такую проблему можно - как указано выше - устранять с помощью способа согласно изобретению. Следовательно, изобретение позволяет обеспечить повышение концентрации полиакрилата при последующей обработке пленки, не ограничиваясь проблемой прилипания.
Импрегнирующая дисперсия содержит "смоляной компонент", который образован, по меньшей мере, полиакрилатом и относится к к общему количеству смол, включая такие соединения, как мономеры, димеры или олигомеры, подходящие и предназначенные для образования смолы, то есть предназначенные для дальнейшего сшивания, например, после нанесения импрегнирующей дисперсии на материал-носитель и необязательной стадии сушки. В дополнение к полиакрилату упомянутый смоляной компонент может дополнительно содержать смолы, предпочтительно, по меньшей мере, термоотверждаемую смолу; более предпочтительно смоляной компонент содержит и дополнительно предпочтительно состоит из полиакрилата и термоотверждаемой смолы. Следовательно, в дополнение к полиакрилату импрегнирующая дисперсия дополнительно может содержать смолы, причем полиакрилат и такие необязательные смолы образуют смоляной компонент импрегнирующей дисперсии. В предпочтительном варианте осуществления изобретения полиакрилат присутствует в импрегнирующей дисперсии в количестве, по меньшей мере, 50 масс.%, еще более предпочтительно в количестве, по меньшей мере, 55 масс.%, еще более предпочтительно в количестве, по меньшей мере, 60 масс.% и еще более предпочтительно в количестве, по меньшей мере, 70 масс.%, более предпочтительно в количестве, по меньшей мере, 80 масс.% и более предпочтительно в количестве, по меньшей мере, 95 масс.% в расчете на массу смоляного компонента в импрегнирующей дисперсии.
В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения импрегнирующая дисперсия содержит полиакрилат в количестве, по меньшей мере, 98 масс.% в расчете на массу смоляного компонента в импрегнирующей дисперсии.
Импрегнирующая дисперсия может содержать полиакрилат даже в количестве 100 масс.% в расчете на массу смоляного компонента в импрегнирующей дисперсии. Следовательно, в таких вариантах осуществления изобретения смоляной компонент состоит только из полиакрилата, то есть полиакрилат является единственной смолой, присутствующей в импрегнирующей дисперсии, и любая другая смола отсутствует.
н-
В дополнение к смоляному компоненту импрегнирующая дисперсия, разумеется, содержит растворитель. Специалист в данной области техники способен выбрать подходящие растворители для получения дисперсии соответствующего смоляного компонента, применяемого согласно изобретению. Возможными растворителями являются, например, вода, спирты, в частности, гликоли; сложные эфиры, в частности, этилацетат; алканы, в частности, гептаны или гексаны, в частности, гептан; ацетоны, в частности, ацетилацетон; ароматические углеводороды, в частности, толуол или ксилол; и их смеси. В предпочтительном варианте осуществления изобретения растворитель содержит воду. Растворитель, содержащий воду, экономически эффективен и предпочтителен с экологической точки зрения в связи с пониженной эмиссией VOC (летучее органическое соединение) по сравнению с органическими растворителями как таковыми. В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения растворитель в импрегнирующей дисперсии состоит из воды.
В дополнение к смоляному компоненту и растворителю импрегнирующая дисперсия может дополнительно содержать добавки, такие как, но не ограничиваясь перечисленным, поверхностно-активные вещества, умягчители, отвердители, увлажняющие средства, антивспениватели, разбавители и/или щелочь или их смеси, красители или разделительные смазки, или модификаторы, сшивающие агенты или их смеси. Например, добавки включают в себя соединения, выбранные из группы, состоящей из воска, масел, жиров, жирных кислот, алканов, алкенов, их производных и их смесей; в частности, включают в себя соединение, выбранное из группы, состоящей из силиконового масла, парафина, стеарина, стеариновой кислоты, димера алкенкетена (AKD), алкенилянтарного ангидрида (ASA), жирной кислоты таллового масла, битума, смолы (гудрона) и их смесей. В частности, добавки, присутствующие в импрегнирующей дисперсии, содержат парафин, димер алкенкетена (AKD), битум, смолу (гудрон) или их смеси. Предпочтительно в импрегнирующей дисперсии сшивающий агент не является обязательным.
Количество смоляного компонента в импрегнирующей дисперсии предпочтительно достигает, по меньшей мере, 30 масс.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 35 масс.%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 40 масс.%, в частности, более 43 масс.% в расчете на массу импрегнирующей дисперсии.
В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения полиакрилат в качестве мономеров содержит сложные эфиры акриловой и метакриловой кислот. Предпочтительно полиакрилат является щелочестойким или влагостойким, и наиболее предпочтительно одновременно щелочестойким и влагостойким.
Предпочтительно термоотверждаемая смола в импрегнирующей дисперсии (в вариантах осуществления изобретения, в которых импрегнирующая дисперсия содержит термоотверждаемую смолу) и в покрывающей композиции представляет собой фенольную смолу, меламиновую смолу или их смесь.
В еще одном аспекте изобретения предлагается пленка, которая производится согласно способу, заявленному в формуле изобретения, с исключительными свойствами, такими как высокая гибкость. В частности, такая пленка обладает исключительно высокой стойкостью к растрескиванию даже в том случае, когда наносится на панель, которая представляет собой фанеру, в частности, фанеру из древесины мягких пород. Кроме того, пленка позволяет обеспечить повышенную водостойкость, дает пониженную эмиссию формальдегида, поскольку она позволяет обеспечить снижение количества смол на основе формальдегида, и обладает хорошими маскировочными свойствами в отношении поверхности и
даже внутренних дефектов панели, на которую наносится пленка. Кроме того, пленка подходит для предотвращения выпотевания добавок, таких как AKD, битум или смола (гудрон). Упомянутая пленка также обладает исключительными механическими свойствами и стойкостью к воздействию химикатов и других агрессивных условий.
Такая пленка особенно подходит для облицовки панели, в частности, для облицовки материала на основе древесины, чтобы обеспечить слоистый материал. Авторы изобретения обнаружили, что пленка надлежащим образом обеспечивала сцепление с панелями, в частности, с материалами на основе древесины. Поэтому также предлагается способ облицовки панели, в частности, материала на основе древесины пленкой, получаемой согласно изобретению. Полученный слоистый материал обладает высокой гибкостью и эксплуатационной стойкостью даже в агрессивных условиях обработки и применения. Предлагаемые слоистые материалы, производимые согласно изобретению, а именно производимые путем нанесения пленки согласно изобретению на панель, в частности, на материал на основе древесины, позволяют обеспечивать повышенное внутреннее сцепление, которое можно выражать и измерять с помощью хорошо известного показателя, называемого "процент разрушения по древесине". В данном контексте можно получать повышенный процент разрушения по древесине, равный почти 100%, то есть в этом случае невозможно дополнительно повышать сцепление пленки с материалом на основе древесины, а также в пределах пленки, поскольку в древесине продолжает происходить разрушение. То есть высокий процент разрушения по древесине обычно считается положительным, поскольку он указывает на то, что пленка прочно приклеивается к материалу на основе древесины или что достигается высокое сцепление (адгезия) пленки.
Подробное описание изобретения
Согласно изобретению обеспечивают способ производства пленки (импрегнированного материала-носителя c покрытием), который содержит стадии: обеспечения материала-носителя; пропитывания материала-носителя с применением импрегнирующей дисперсии, содержащей смоляную смесь, которая содержит полиакрилат, приводящего к влажному импрегнированному материалу-носителю; и нанесения на влажный импрегнированный материал-носитель покрытия с применением покрывающей композиции, содержащей термоотверждаемую смолу. Такую пленку можно применять для производства слоистого материала путем облицовки панели при этом без наличия значительных проблем, связанных с прилипанием. Пленка и облицованная панель (далее упоминается как "слоистый материал") имеют высокую гибкость.
Гибкость слоистого материала можно характеризовать в виде его минимального радиуса изгиба. Более гибкой пленке или более гибкому полученному слоистому материалу соответствует меньший минимальный радиус изгиба. Минимальный радиус изгиба можно сравнивать с минимальным радиусом изгиба слоистого материала, который не содержит полиакрилата в применяемой для пропитывания импрегнирующей дисперсии, например, с минимальным радиусом изгиба материала на основе древесины, облицованного бумагой, импрегнированной фенольной смолой (без дальнейшего нанесения покрытия). В одном из вариантов осуществления изобретения отношение минимальных радиусов изгиба облицованной панели согласно изобретению, то есть слоистого материала, и такой же панели, облицованной бумагой, импрегнированной фенольной смолой, составляет менее 0,8, предпочтительно менее 0,7, еще более предпочтительно менее 0,6. В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения отношение минимальных радиусов изгиба облицованной панели согласно изобретению, то есть слоистого материала, и такой же панели, облицованной бумагой, импрегнированной фенольной смолой, составляет менее 0,5.
Способы пропитывания материала-носителя или нанесения покрытия на материал-носитель обычно хорошо известны специалисту в данной области техники. Соответственно "пропитывание ( импрегнирование)" означает, что материал-носитель входит в соприкосновение с импрегнирующей композицией, такой как импрегнирующая дисперсия, и последняя, по меньшей мере, частично проникает внутрь материала-носителя. Следовательно, импрегнированный материал-носитель предпочтительно, по меньшей мере, частично пропитывается импрегнирующей полиакрилатсодержащей дисперсией. Неожиданно было обнаружено, что проникновение полиакрилата в материал-носитель (то есть, по меньшей мере, частичная пропитка материала-носителя полиакрилатом) не ослабляет внутренних связей в пленке, полученной с упомянутым импрегнированным материалом-носителем, и при этом не наносит ущерба дальнейшей обработке и свойствам упомянутой пленки и полученного слоистого материала. Необязательно стадию пропитывания можно повторять.
Стадию пропитывания согласно настоящему изобретению предпочтительно осуществляют путем погружения материала-носителя в ванну, содержащую импрегнирующую дисперсию, содержащую смоляной компонент, который содержит полиакрилат. Погружение материала-носителя приводит к получению влажного импрегнированного материала-носителя. В одном из вариантов осуществления изобретения погружение материала-носителя относится к окунанию материала-носителя в ванну с импрегнирующей дисперсией, содержащей смоляной компонент, который содержит полиакрилат. В еще одном варианте осуществления изобретения импрегнирующую дисперсию выливают по каплям на материал-носитель, подлежащий пропитыванию. В еще одном варианте осуществления изобретения импрегнирующую дисперсию распыляют на материал-носитель, подлежащий пропитыванию. Можно применять любой способ нанесения импрегнирующей дисперсии на материал-носитель при условии, что такой способ позволяет импрегнирующей дисперсии, по меньшей мере, частично проникать внутрь материала-носителя. Материал-носитель можно подвергать пропитыванию с одной стороны или с обеих сторон, предпочтительно с обеих сторон. Следовательно, импрегнирующую дисперсию можно наносить на одну сторону, предпочтительно на обе стороны материала-носителя.
2
2
2
2
Предпочтительно на одну сторону материала-носителя наносят, по меньшей мере, 10 г/м, в частности, по меньшей мере, 20 г/м и более предпочтительно, по меньшей мере, 30 г/м и еще более предпочтительно, по меньшей мере, 40 г/м смоляного компонента, особенно предпочтительно наносят на обе стороны материала-носителя, предпочтительно наносят на каждую сторону материала-носителя. Следовательно, если обе стороны импрегнированы смоляным компонентом, после пропитывания материал-носитель содержит в целом от 20 г/м² до 80 г/м² смоляного компонента. Количество смоляного компонента может зависеть от применяемой бумаги, в частности, от массы (на единицу площади) применяемой бумаги. Смоляной компонент импрегнирующей дисперсии содержит полиакрилат. Предпочтительно смоляной компонент состоит из полиакрилата.
После пропитывания избыток импрегнирующей дисперсии, то есть импрегнирующую дисперсию, которая не проникла внутрь материала-носителя, необязательно можно удалять с материала-носителя. Однако удаление импрегнирующей дисперсии ограничивается тем фактом, что должна поддерживаться достаточная влажность для того, чтобы сохранять импрегнированный материал-носитель во влажном состоянии. Избыток импрегнирующей дисперсии можно удалять различными способами, известными специалисту в данной области техники, например, путем стекания самотеком или с помощью механического удаления. Например, с применением лопаток, отжимных валиков или скребков.
"Нанесение покрытия" обычно означает, что материал приводят в соприкосновение с покрывающей композицией, то есть покрывающую композицию наносят на упомянутый материал таким образом, чтобы композиция предпочтительно оставалась на поверхности упомянутого материала, то есть без значительного проникновения внутрь упомянутого материала.
Стадию нанесения покрытия согласно настоящему изобретению предпочтительно осуществляют путем погружения влажного импрегнированного материала-носителя в покрывающую композицию, содержащую термоотверждаемую смолу. В одном из вариантов осуществления изобретения погружение влажного импрегнированного материала-носителя относится к окунанию влажного импрегнированного материала-носителя в ванну, содержащую покрывающую композицию, содержащую термоотверждаемую смолу. В еще одном варианте осуществления изобретения покрывающую композицию выливают по каплям на влажный импрегнированный материал-носитель. В еще одном варианте осуществления изобретения покрывающую композицию распыляют на влажный импрегнированный материал-носитель. Возможен любой способ нанесения покрывающей композиции на влажный импрегнированный материал-носитель при условии, что способ позволяет покрывающей композиции остаться на поверхности влажного импрегнированного материала-носителя. На влажный импрегнированный материал-носитель можно наносить покрытие с одной стороны или с обеих сторон, предпочтительно с обеих сторон. Следовательно, покрывающую композицию можно наносить с одной стороны, предпочтительно с обеих сторон влажного импрегнированного материала-носителя.
2
2
2
2
При нанесении покрытия предпочтительно, по меньшей мере, 10 г/м, в частности, по меньшей мере, 20 г/м и более предпочтительно, по меньшей мере, 30 г/м и даже более предпочтительно, по меньшей мере, 40 г/м термоотверждаемой смолы предпочтительно наносят на одну сторону влажного импрегнированного материала-носителя, особенно предпочтительно на обе стороны влажного импрегнированного материала-носителя, предпочтительно на каждую сторону влажного импрегнированного материала-носителя. Следовательно, если обе стороны влажного импрегнированного материала-носителя покрыты термоотверждаемой смолой, влажный импрегнированный и покрытый материал-носитель содержит в целом от 20 г/м² и 80 г/м² термоотверждаемой смолы. Количество термоотверждаемой смолы может зависеть от применяемой бумаги, в частности, от массы (на единицу площади) применяемой бумаги. Необязательно стадию нанесения покрытия повторяют.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения массовое отношение смоляного компонента со стадии b), то есть применяемого на стадии пропитывания, к термоотверждаемой смоле со стадии c), то есть применяемой на стадии нанесения покрытия, составляет от 0,4 до 1,5, предпочтительно от 0,8 до 1,0. В особенно предпочтительном варианте осуществления массовое отношение смоляного компонента со стадии b) к термоотверждаемой смоле со стадии c) равно 1,0.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения массовое отношение материала-носителя со стадии a), то есть в том виде, в котором он обеспечивается, к смоляному компоненту со стадии b), то есть применяемому на стадии пропитывания, и к термоотверждаемой смоле со стадии c), то есть применяемой на стадии нанесения покрытия, приблизительно составляет 1/1/1. Массу материала-носителя, смоляного компонента и термоотверждаемой смолы, соответственно, можно измерять в г/м², то есть как массу на единицу площади, и при этом можно относить массу к площади материала-носителя, подлежащей импрегнированию и нанесению покрытия.
Как описано выше, крайне важно, чтобы материал-носитель оставался влажным перед нанесением покрывающей композиции. "Влажный" в понимании настоящей заявки означает, что, по меньшей мере, большая часть материала-носителя не является сухой. В частности, "влажный" означает, что общее содержание остаточных летучих веществ в импрегнированном материале-носителе предпочтительно превышает значение 10 масс.%, более предпочтительно превышает 20 масс.% и наиболее предпочтительно превышает 30 масс.%. "Сухой" предпочтительно означает, что общее содержание остаточных летучих веществ в импрегнированном материале-носителе составляет не более 10 масс.%. Следовательно, влажный импрегнированный материал-носитель предпочтительно имеет общее содержание остаточных летучих веществ более 10 масс.%. Специалист в данной области техники знает и способен выбрать подходящие способы и стандартные испытания для определения содержания остаточных летучих веществ, таких как растворители, включая органические растворители и воду. Например, содержание остаточных летучих веществ можно измерять путем выдерживания образца в сушильной печи в течение 5 мин. при 160°C и расчета количества летучих веществ, потерянных во время сушки. Летучие вещества состоят из остаточной влаги, следовательно, из остаточных растворителей. Следовательно, согласно изобретению предпочтительно избегать любой стадии сушки между стадией пропитывания и стадией нанесения покрытия.
Полиакрилат согласно настоящему изобретению относится к гомополимеру или сополимеру, содержащему акрилатные мономеры. В понимании настоящей заявки термины "акриловая смола" "полиакрилат" или "акриловые полимеры" применяются синонимично. Акрилатные мономеры основаны на структуре акриловой кислоты или представляют собой производные акриловой кислоты.
1-10
1-10
1-10
1-10
Например, акрилатные мономеры могут относиться к солям или сложным эфирам акриловой кислоты или представляют собой производные акриловой кислоты. Сложные эфиры акриловой кислоты, например, алкилакрилаты, предпочтительно C-алкилакрилаты. Предпочтительными примерами C-алкилакрилатов являются метилакрилат, этилакрилат, бутилакрилат или 2-этилгексилакрилат. Сложные эфиры акриловой кислоты также могут именоваться как "сложные акриловые эфиры". Другие возможные сложноэфирные группы представляют собой гидроксиалкилэфирные группы, предпочтительно C-гидроксиэфирные группы или гетероалкилэфирные группы, предпочтительно C-гетероалкилэфирные группы.
1-10
1-10
Акрилатный мономер также может представлять собой метакрилат. Метакрилаты также можно этерифицировать, получая при этом, например, метилметакрилат, этилметакрилат, бутилметакрилат или гидроксиэтилметакрилат. Сложные эфиры метакриловой кислоты также могут именоваться как "сложные метакриловые эфиры". Другие возможные сложноэфирные группы представляют собой гидроксиалкилэфирные группы, предпочтительно C-гидроксиэфирные группы или гетероалкилэфирные группы, предпочтительно C-гетероалкилэфирные группы. Полимеры, содержащие в качестве мономера, по меньшей мере, метакрилат, также могут именоваться как "полиметакрилаты". Гомополимер, содержащий в качестве акрилатного мономера метилметакрилат, также может именоваться как "поли(метилметакрилат)" (PMMA). Гомополимер, содержащий в качестве акрилатного мономера метилакрилат, также может именоваться как "поли(метилакрилат)" (PMA).
Другие примеры акрилатных мономеров представляют собой, например, акрилонитрил или простой 2-хлорэтилвиниловый эфир. Также возможны трифункциональные мономеры, такие как триметилолпропантриакрилат (TMPTA).
Согласно настоящей заявке любые комбинации, по меньшей мере, двух акрилатных мономеров, могут образовывать сополимеры. Например, сополимер может быть образован мономерами сложного эфира акриловой кислоты и сложного эфира метакриловой кислоты. Сополимер также может быть образован акрилатным мономером и другим мономером, который не является акрилатным мономером. Например, подходящий сополимер может быть образован винилацетатом и акрилатным мономером. Еще один подходящий сополимер может быть образован стиролом и акрилатным мономером. Предпочтительно сополимер образован сложным эфиром акриловой кислоты и сложным эфиром метакриловой кислоты.
Полиакрилаты или их мономерные компоненты могут содержать, по меньшей мере, одну функциональную группу, выбранную из группы, состоящей из карбоксилатных групп, карбоксамидных групп, аминогрупп или гидроксильных групп. Также они могут вовсе не содержать функциональных групп. Функциональные группы могут быть нейтрализованы путем дефункционализации, например, посредством простых эфирных групп, (ди)алкиламидогрупп или сложноэфирных групп, предпочтительно посредством сложноэфирных групп.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения полиакрилат представляет собой сополимер, содержащий в качестве акрилатных мономеров сложные эфиры акриловой и метакриловой кислот, и более предпочтительно состоящий из сложных эфиров акриловой и метакриловой кислот в качестве акрилатных мономеров.
Один из особенно предпочтительных полиакрилатов содержится в дисперсии CHP 619 (CH Polymers, Finland), которая представляет собой самосшивающуюся полимерную дисперсию на основе сложных эфиров акриловой и метакриловой кислот, и которая содержит 45% ± 1% акрилатов в качестве компонентов, подходящих и предназначенных для образования смолы. Такой конкретный полиакрилат является особенно щелочестойким или влагостойким.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения импрегнирующая дисперсия содержит полиакрилат, содержащийся в CHP 619, в количестве, по меньшей мере, 50 масс.%, предпочтительно, по меньшей мере, 60 масс.% и более предпочтительно, по меньшей мере, 98 масс.% в расчете на массу смоляного компонента.
Кроме того, импрегнирующая дисперсия может содержать дополнительную смолу, предпочтительно, по меньшей мере, одну термоотверждаемую смолу. Следовательно, в определенных вариантах осуществления изобретения импрегнирующая дисперсия в качестве смоляного компонента содержит полиакрилат и, по меньшей мере, термоотверждаемую смолу.
Термин "смола" в контексте настоящего изобретения является общим обозначением синтетических веществ, которые можно подвергать отверждению или отвердеванию. Если иное не упоминается в явной форме, в дальнейшем под термином "смола" будет пониматься "синтетическая смола". Соответственно в контексте изобретения термины "смола" и "синтетическая смола" применяются как синонимы. Если иное не указано в явной форме, данный термин также охватывает "немодифицированные или модифицированные смолы", термопластичные смолы и термоотверждаемые смолы. "Термоотверждаемая смола" обычно определяется как вещество или композиция, которая при отверждении необратимо превращается в тугоплавкий, нерастворимый полимер трехмерной структуры. В отличие от этого термопластичные смолы обычно определяются как пластические материалы, обычно полимеры, которые становятся пластичными или поддающимися формованию выше определенной температуры и отвердевают после охлаждения.
п
Термоотверждаемые смолы включают в себя смолы на основе формальдегида, полиацетальные смолы, полиэфирные смолы, винилэфирные или эпоксидные смолы. Термоотверждаемая смола может представлять собой немодифицированную или модифицированную смолу. Например, меламиноформальдегидная смола может быть модифицирована, например, гликолем, капролактамом, ацетогуанамином, бензогуанамином или -толуолсульфонамидом, путем алкилирования или этерификации. Термоотверждаемая смола предпочтительно представляет собой смолу на основе формальдегида.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения термоотверждаемую смолу выбирают из группы, состоящей из фенолформальдегидной (PF) смолы, меламиноформальдегидной (MF) смолы, мочевиноформальдегидной (UF) смолы, фенолрезорциноформальдегидной (PRF) смолы, меламиномочевиноформальдегидной (MUF) смолы, смеси MF-PF, смеси PF-UF, смеси MU-PF и их смесей. Термин "их смеси" означает, что импрегнирующая дисперсия может содержать более одной, то есть разные термоотверждаемые смолы. В наиболее предпочтительном варианте осуществления изобретения термоотверждаемая смола в импрегнирующей дисперсии представляет собой PF-смолу или MF-смолу или их смесь. В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения термоотверждаемая смола в импрегнирующей дисперсии представляет собой PF-смолу.
PF-смола может быть модифицирована, например, мочевиной, меламином, лигнином, резорцином, модифицированным фенолом, крезолом, бисфенолом или другим эквивалентным соединением. Любые по существу известные аминосмолы и фенольные смолы можно применять для смол на основе формальдегида. Путем объединения разных типов смол, например, фенольной смолы и аминосмолы, в подходящем соотношении, можно дополнительно улучшать и оптимизировать свойства смолы и смоляного компонента, соответственно.
Смоляной компонент в импрегнирующей дисперсии предпочтительно содержит и в одном из вариантов осуществления изобретения состоит из полиакрилата и термоотверждаемой смолы. Смоляной компонент предпочтительно содержит, по меньшей мере, 50 масс.%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 55 масс.%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 60 масс.% и еще более предпочтительно, по меньшей мере, 70 масс.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 80 масс.% и дополнительно предпочтительно, по меньшей мере, 95 масс.% или, по меньшей мере, 98 масс.% полиакрилата в расчете на массу смоляного компонента. В тех вариантах осуществления изобретения, где в импрегнирующей дисперсии присутствует термоотверждаемая смола, количество термоотверждаемой смолы может составлять, по меньшей мере, 5 масс.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 10 масс.%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 15 масс.% и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 20 масс.% в расчете на массу смоляного компонента.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения смоляной компонент содержит полиакрилат в количестве, по меньшей мере, 60 масс.% и термоотверждаемую смолу в количестве, по меньшей мере, 20 масс.% в расчете на массу смоляного компонента.
Количество смоляного компонента в импрегнирующей дисперсии предпочтительно составляет, по меньшей мере, 30 масс.%, более предпочтительно 35 масс.% и особенно предпочтительно более 40 масс.%, в частности, более 43 масс.% в расчете на массу импрегнирующей дисперсии.
В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения импрегнирующая дисперсия содержит полиакрилат CHP 619 и не содержит термоотверждаемой смолы, что означает, что смоляной компонент состоит из полиакрилата CHP 619.
Как уже указано выше, согласно изобретению влажный импрегнированный материал-носитель покрывают покрывающей композицией, содержащей термоотверждаемую смолу. Термоотверждаемую смолу можно выбирать из смол, уже описанных применительно к термоотверждаемой смоле, которая может присутствовать в импрегнирующей дисперсии. Термоотверждаемая смола в покрывающей композиции предпочтительно представляет собой PF-смолу или MF-смолу или их смесь. В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения термоотверждаемая смола в покрывающей композиции представляет собой PF-смолу.
Термоотверждаемая смола в покрывающей композиции может быть такой же или отличаться от термоотверждаемой смолы, которая необязательно содержится в импрегнирующей дисперсии. Предпочтительно импрегнирующая дисперсия содержит такую же термоотверждаемую смолу, что и покрывающая композиция. А именно, предпочтительно чтобы термоотверждаемая смола как в импрегнирующей дисперсии, так и в покрывающей композиции представляла собой PF-смолу или MF-смолу или их смесь. В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения термоотверждаемая смола в импрегнирующей дисперсии и в покрывающей композиции представляет собой PF-смолу.
н-
Покрывающая композиция содержит термоотверждаемую смолу, которая предпочтительно является единственной смолой, присутствующей в покрывающей композиции. Покрывающая композиция предпочтительно содержит термоотверждаемую смолу в количестве, по меньшей мере, 40 масс.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 45 масс.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 50 масс.% в расчете на массу покрывающей композиции. В предпочтительном варианте осуществления изобретения покрывающая композиция содержит термоотверждаемую смолу в количестве, по меньшей мере, 52 масс.% в расчете на массу покрывающей композиции. Покрывающая композиция может содержать растворитель и дополнительные добавки. Следовательно, добавки, которые упомянуты применительно к импрегнирующей дисперсии, могут также присутствовать в покрывающей композиции. Специалист в данной области техники знает и способен выбрать подходящие растворители с учетом термоотверждаемой смолы, применяемой в покрывающей композиции. Возможными растворителями являются, например, вода, спирты, в частности, гликоли, сложные эфиры, в частности, этилацетат, алканы, в частности, гептаны или гексаны, в частности, гептан, ацетоны, в частности, ацетилацетон, ароматические углеводороды, в частности, толуол или ксилол и их смеси. В предпочтительном варианте осуществления изобретения растворитель содержит воду. Растворитель, содержащий воду, экономически эффективен и экологически предпочтителен в связи с пониженной эмиссией VOC (летучее органическое соединение) по сравнению с органическими растворителями как таковыми. В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения растворитель в покрывающей композиции состоит из воды.
В одном из вариантов осуществления изобретения способ осуществляют с применением импрегнирующей дисперсии, содержащей смоляной компонент, который содержит полиакрилат, причем полиакрилат в качестве мономеров содержит сложные эфиры акриловой и метакриловой кислот; и с применением покрывающей композиции, содержащей термоотверждаемую смолу, причем термоотверждаемая смола содержит PF-смолу.
В еще одном варианте осуществления изобретения способ осуществляют с применением импрегнирующей дисперсии, содержащей смоляной компонент, который содержит полиакрилат, причем полиакрилат в качестве мономеров содержит сложные эфиры акриловой и метакриловой кислот; и с применением покрывающей композиции, содержащей термоотверждаемую смолу, причем термоотверждаемая смола содержит MF-смолу.
В еще одном варианте осуществления изобретения способ осуществляют с применением импрегнирующей дисперсии, содержащей в качестве смоляного компонента полиакрилат и термоотверждаемую смолу, причем полиакрилат в качестве мономеров содержит сложные эфиры акриловой и метакриловой кислот, и термоотверждаемая смола в импрегнирующей дисперсии содержит PF-смолу; и с применением покрывающей композиции, содержащей термоотверждаемую смолу, причем термоотверждаемая смола в покрывающей композиции содержит PF-смолу.
В еще одном варианте осуществления изобретения способ осуществляют с применением импрегнирующей дисперсии, содержащей в качестве смоляного компонента полиакрилат и термоотверждаемую смолу, причем полиакрилат в качестве мономеров содержит сложные эфиры акриловой и метакриловой кислот, и термоотверждаемая смола в импрегнирующей дисперсии содержит PF-смолу; и с применением покрывающей композиции, содержащей термоотверждаемую смолу, причем термоотверждаемая смола в покрывающей композиции содержит MF-смолу.
В еще одном варианте осуществления изобретения способ осуществляют с применением импрегнирующей дисперсии, содержащей в качестве смоляного компонента полиакрилат и термоотверждаемую смолу, причем полиакрилат в качестве мономеров содержит сложные эфиры акриловой и метакриловой кислот, и термоотверждаемая смола в импрегнирующей дисперсии содержит MF-смолу; и с применением покрывающей композиции, содержащей термоотверждаемую смолу, причем термоотверждаемая смола в покрывающей композиции содержит PF-смолу.
В еще одном варианте осуществления изобретения способ осуществляют с применением импрегнирующей дисперсии, содержащей в качестве смоляного компонента полиакрилат и термоотверждаемую смолу, причем полиакрилат в качестве мономеров содержит сложные эфиры акриловой и метакриловой кислот, и термоотверждаемая смола в импрегнирующей дисперсии содержит МF-смолу, и с применением покрывающей композиции, содержащей термоотверждаемую смолу, причем термоотверждаемая смола в покрывающей композиции содержит MF-смолу.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения способ осуществляют с применением импрегнирующей дисперсии, содержащей смоляной компонент, который содержит полиакрилат в количестве, по меньшей мере, 98 масс.% в расчете на массу смоляного компонента, причем полиакрилат в качестве мономеров содержит сложные эфиры акриловой и метакриловой кислот, и с применением покрывающей композиции, содержащей термоотверждаемую смолу в количестве, по меньшей мере, 50 масс.% в расчете на массу покрывающей композиции, причем термоотверждаемая смола содержит PF-смолу.
После нанесения покрытия возможной дополнительной стадией является сушка. Термин "сушка" обычно означает, что из изделия, подлежащего сушке, удаляют влагу. Сушку можно осуществлять при температуре окружающей среды, если атмосферная влажность достаточно низкая. Сушку также можно осуществлять путем подвода тепла.
При сушке пленки, то есть при сушке импрегнированного материала-носителя с покрытием, импрегнирующая дисперсия, содержащая смоляной компонент, который содержит полиакрилат, высыхает, а покрывающая композиция, содержащая термоотверждаемую смолу, высыхает и отверждается до необходимой степени полимеризации.
Сушка пленки в понимании настоящей заявки, то есть сушка импрегнированного материала-носителя с покрытием, относится к обработке влажного импрегнированного материала-носителя с покрытием с нагреванием при температуре по меньшей мере, 60°C, более предпочтительно, по меньшей мере, 70°C или предпочтительно, по меньшей мере, 100°C в течение, по меньшей мере, 3 мин., предпочтительно в течение, по меньшей мере, 5 мин., более предпочтительно в течение, по меньшей мере, 10 мин. В случае присутствия в импрегнирующей дисперсии и/или в покрывающей композиции PF-смолы, MF-смолы или PF/MF-смолы, температура составляет предпочтительно от 100°C до 200°C.
После сушки содержание остаточных летучих веществ в пленке предпочтительно составляет не более 10 масс.%, предпочтительно менее 10 масс.%, более предпочтительно менее 9 масс.%, еще более предпочтительно менее 8 масс.%, еще более предпочтительно менее 6 масс.%. Способы определения содержания остаточных летучих веществ упомянуты выше.
Импрегнирующая дисперсия дополнительно может содержать краситель, такой как органический полицикличный краситель, органический моноазокраситель, органический диазокраситель, металлоорганический комплекс (комплексы) или неорганический пигмент, такой как оксид металла или комплекс металла.
Красители также могут представлять собой периноновые красители, антрахиноновые красители, азокрасящие комплексы и тиоиндигоидные красители.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения краситель для импрегнирующей дисперсии выбирают из группы, состоящей из кислотного желтого 23, кислотного красного 18, кислотного желтого 36, кислотного черного 194, прямого красного 239, активного красного 120, кислотного синего 9, кислотного красного 27, кислотного красного 51, прямого синего 199, прямого красного 254, активного красного 195, кислотного красного 14, кислотного желтого 17, кислотного черного 1, прямого желтого 86, прямого черного 168, пищевого черного 2 и их смесей.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления изобретения краситель в импрегнирующей дисперсии представляет собой кислотный черный 2 и/или прямой красный 254.
Импрегнирующая дисперсия может содержать краситель в концентрации приблизительно от 0,01 масс.% до приблизительно 5 масс.%, более предпочтительно приблизительно от 0,02 масс.% до приблизительно 3 масс.%, и наиболее предпочтительно приблизительно 1 масс.% в расчете на массу импрегнирующей дисперсии. Предпочтительно дозировка красителя прямого красного 254 составляет приблизительно 0,3 масс.% и красителя кислотного черного 2 приблизительно 0,8 масс.%. Возможные и предпочтительные красители упомянуты выше.
Покрывающая композиция, содержащая термоотверждаемую смолу, дополнительно может содержать разделительную смазку. Разделительная смазка предотвращает материалы от сцепления с другими материалами. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения покрывающая композиция содержит разделительную смазку.
Специалист в данной области техники способен выбрать подходящие разделительные смазки в подходящих количествах. Предпочтительно разделительные смазки добавляют к покрывающей композиции в концентрации от 0,1 масс.% до 1,5 масс.%, предпочтительно от 0,3 масс.% до 1 масс.%, более предпочтительно в концентрации приблизительно 0,6 масс.% в расчете на массу покрывающей композиции. В настоящем изобретении разделительную смазку применяют с целью дополнительного содействия предотвращению прилипания полученной пленки к плите пресса для горячего прессования. Тем самым можно дополнительно облегчать обработку.
"Материал-носитель" представляет собой любой материал, который можно подвергать импрегнированию с применением импрегнирующей дисперсии и дополнительно наносить на него покрытие с применением покрывающей композиции. Материал-носитель обычно содержит одну сторону и противоположную сторону, другими словами, верхнюю сторону и нижнюю сторону, обычно в виде верхней поверхности и нижней поверхности. Верхняя поверхность и нижняя поверхность всегда относятся к противоположным сторонам материала-носителя. Предпочтительно применяемый в настоящем изобретении материал-носитель представляет собой слой носителя, среди прочего материал-носитель в форме листового материала с верхней и нижней поверхностью.
Обычно материал-носитель можно выбирать из группы, состоящей из бумаги, в частности, из крафт-бумаги или мешочной бумаги, картона, стекловолокна и текстиля, включая тканый и нетканый материалы. Следовательно, материал-носитель согласно настоящему изобретению может состоять из материала или содержать материал, который выбран из группы, состоящей из бумаги, крафт-бумаги, мешочной бумаги, стекловолокна, картона и текстильных материалов, включающих в себя тканый и нетканый материалы. Материал-носитель предпочтительно представляет собой бумагу.
2
2
Применяемый здесь термин "бумага" определяется как материал, в основном состоящий из волокон, в частности, полученных из растений, в частности, из древесины или трав, или текстиля. Бумага предпочтительно представляет собой крафт-бумагу. Согласно изобретению бумага предпочтительно имет массу на единицу площади от 40 г/м до 250 г/м.
2
2
2
2
В предпочтительном варианте осуществления изобретения бумага имеет массу на единицу площади от 20 г/м до 150 г/м, более предпочтительно от 30 г/м до 90 г/м. В предпочтительном варианте осуществления изобретения бумага имеет массу на единицу площади 40 г/м². В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения бумага имеет массу на единицу площади 80 г/м².
В одном из вариантов осуществления изобретения бумага имеет массу на единицу площади 40 г/м²; бумага, импрегнированная с применением импрегнирующей дисперсии, содержащей смоляной компонент, который содержит полиакрилат (необязательно также содержащей термоотверждаемую смолу), имеет массу на единицу площади от 65 г/м² до 95 г/м² (после сушки); и импрегнированная бумага с покрытием из покрывающей композиции, содержащей термоотверждаемую смолу, имеет массу на единицу площади от 100 г/м² до 130 г/м² (после сушки).
В одном из вариантов осуществления изобретения бумага имеет массу на единицу площади 80 г/м²; бумага, импрегнированная с применением импрегнирующей дисперсии, содержащей смоляной компонент, который содержит полиакрилат (необязательно также содержащей термоотверждаемую смолу), имеет массу на единицу площади от 130 г/м² до 170 г/м² (после сушки); и импрегнированная бумага с покрытием из покрывающей композиции, содержащая термоотверждаемую смолу, имеет массу на единицу площади от 200 г/м² до 260 г/м² (после сушки).
Пленка, произведенная согласно настоящему изобретению может иметь массу (на единицу площади) от 100 г/м² до 250 г/м², предпочтительно от 110 г/м² до 230 г/м².
Предлагается способ облицовки материала на основе древесины пленкой, содержащий следующие стадии:
a) обеспечение пленки, получаемой по способу согласно изобретению;
b) сушка пленки,
c) нанесение пленки на панель, предпочтительно на материал на основе древесины, с использованием нагревания и давления, предпочтительно путем горячего прессования.
Панель представляет собой твердую подложку, на которую можно наносить пленку. Панель может представлять собой материал на основе древесины. Материал на основе древесины представляет собой материал, основанный на древесине, что означает, что основной компонент упомянутого материала представляет собой древесину. "Основной компонент" означает, что более 40 масс.%, предпочтительно более 50 масс.%, еще более предпочтительно более 60 масс.%, относящихся к массе материала на основе древесины, образовано из древесины.
Материал на основе древесины согласно настоящему изобретению включает в себя шпон на основе древесины, включая лист фанеры или композит на древесной основе, древесину, фанеру, древесностружечную плиту, древесноволокнистую плиту, ориентированную стружечную плиту (ОСП), клееную древесину, клееный брус из шпона (LVL), клееный брус из параллельных волокон древесины (PSL), плиту из ориентированной стружки (OSL), 3-слойные древесностружечные плиты или т.п.
В одном из вариантов осуществления изобретения фанера представляет собой фанеру из древесины мягких пород, в частности, еловую фанеру. Древесина мягких пород представляет собой древесину голосеменных деревьев, таких как деревья хвойных пород.
В еще одном варианте осуществления изобретения фанера представляет собой фанеру из древесины твердых пород, в частности, березовую фанеру. Древесина твердых пород представляет собой древесину покрытосеменных деревьев, которые обычно являются лиственными.
В настоящем изобретении термин "шпон" означает слой толщиной обычно не более 2 см или менее, предпочтительно 1,5 см или менее, более предпочтительно 1 см или менее, более предпочтительно менее 0,6 см. Обычно шпон имеет минимальную толщину 0,1 см. Однако существуют шпоны толщиной приблизительно 0,1 мм. Шпон может представлять собой любой материал, в частности, древесину, бумагу, металл или пластик. Наиболее предпочтительно шпон представляет собой шпон на основе древесины.
Фраза "с использованием нагревания и давления" предпочтительно относится к горячему прессованию или применению горячего валика, наиболее предпочтительно к горячему прессованию. Термин "горячее прессование" хорошо известен специалисту в данной области техники и обычно относится к одновременному применению нагревания и давления.
Согласно настоящему изобретению горячее прессование предпочтительно относится к одновременному применению давления от 3 кг/см² до 35 кг/см², предпочтительно от 5 кг/см² до 25 кг/см², более предпочтительно от 7 кг/см² до 22 кг/см², еще более предпочтительно от 9 кг/см² до 20 кг/см², вместе с температурами от 90°C до 400°C, предпочтительно от 100°C до 200°C, более предпочтительно от 110°C до 180°C, еще более предпочтительно от 120°C до 150°C. Температуру и давление предпочтительно прикладывают в течение 1-20 минут, более предпочтительно в течение 2-15 минут и более предпочтительно в течение 4-10 минут, еще более предпочтительно в течение 5-6 минут. В том случае, если период времени является слишком коротким, адгезия может быть недостаточной. Слишком длительная обработка может сопровождаться повышенными производственными затратами и энергопотреблением. Это же справедливо и в случае применения температур и давлений, которые являются слишком высокими.
Одна из особенно предпочтительных температур, применяемых для горячего прессования, составляет 135°C.
В одном из вариантов осуществления изобретения для горячего прессования одновременно применяют давление от 5 кг/см² до 25 кг/см² и температуры от 100 до 200°C в течение 1-20 минут.
В еще одном варианте осуществления изобретения для горячего прессования одновременно применяют давление от 7 кг/см² до 22 кг/см² и температуры от 110°C до 180°C в течение 2-15 минут.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения прикладывают давление 18 кг/см² при температуре 135°C приблизительно в течение 6 минут. В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения прикладывают давление 18 кг/см² при температуре 130°C в течение приблизительно 5,5 минут.
2
Следовательно, конкретный вариант осуществления изобретения состоит в обеспечении крафт-бумаги с массой на единицу площади от 30 г/м² до 90 г/м², предпочтительно 40 г/м или 80 г/м²; импрегнировании бумаги с применением импрегнирующей дисперсии, содержащей смоляной компонент, по меньшей мере, с 98 масс.% полиакрилата и количество смоляного компонента, по меньшей мере, 40 масс.% в расчете на массу импрегнирующей дисперсии, которое приводит к получению влажной импрегнированной бумаги; нанесении на влажную импрегнированную бумагу покрытия с применением покрывающей композиции, содержащей, по меньшей мере, 50 масс.% PF-смолы в расчете на количество покрывающей композиции; сушке влажной импрегнированной бумаги с покрытием, которая приводит к получению пленки; и нанесении пленки на фанеру в виде панели при температуре от 120°C до 150°C, предпочтительно при 135°C и давлении от 9 кг/см² до 20 кг/см², предпочтительно при 18 кг/см² в течение 4-8 минут, предпочтительно в течение приблизительно 6 минут.
Предпочтительно пленку наносят на панель таким образом, чтобы поверхность пленки с покрытием была направлена к панели, наиболее предпочтительно входила в соприкосновение с панелью.
Также предлагается слоистый материал, получаемый согласно способу облицовки панели пленкой, предпочтительно материала на основе древесины пленкой. Упомянутый слоистый материал может содержать дополнительные слои или любые другие материалы, такие как дополнительная панель и/или дополнительная пленка.
В одном из вариантов осуществления изобретения слоистый материал содержит или предпочтительно состоит из:
a) материала на основе древесины;
b) пленки, полученной согласно изобретению, для облицовки материала на основе древесины.
Также предлагается древесный продукт, содержащий слоистый материал. Согласно изобретению термин "древесный продукт" обычно относится к любому формованному продукту, содержащему древесину или материалы на основе древесины.
В одном из вариантов осуществления изобретения термин "древесный продукт" относится к продукту, полученному путем производства пленки согласно изобретению и облицовки материала на основе древесины упомянутой пленкой.
Дополнительные варианты осуществления настоящего изобретения описаны ниже.
1. Способ производства пленки для облицовки панели, в частности, материала на основе древесины, содержащий стадии
a) обеспечения материала-носителя;
b) пропитывания материала-носителя с применением импрегнирующей дисперсии, содержащей смоляной компонент, который содержит полиакрилат, которое приводит к получению импрегнированного материала-носителя с общим содержанием остаточных летучих веществ более 10 масс.%;
с) нанесения на импрегнированный материал-носитель покрытия с применением покрывающей композиции, содержащей термоотверждаемую смолу.
2. Способ согласно варианту 1 осуществления изобретения, в котором импрегнирующая дисперсия содержит смоляной компонент в количестве, по меньшей мере, 30 масс.% и особенно предпочтительно, по меньшей мере, 40 масс.% в расчете на массу импрегнирующей дисперсии; и в котором количество полиакрилата составляет, по меньшей мере, 50 масс.%, предпочтительно, по меньшей мере, 60 масс.% в расчете на массу смоляного компонента.
3. Способ согласно варианту 1 или 2 осуществления изобретения, в котором смоляной компонент состоит из полиакрилата.
4. Способ согласно любому из вариантов 1-3 осуществления изобретения, в котором массовое отношение смоляного компонента со стадии b) к термоотверждаемой смоле со стадии c) составляет от 0,4 до 1,5, предпочтительно от 0,8 до 1,0.
5. Способ согласно любому из вариантов 1-4 осуществления изобретения, в котором массовое отношение материала-носителя со стадии a) к смоляному компоненту со стадии b) и к термоотверждаемой смоле со стадии c) составляет приблизительно 1/1/1.
6. Способ согласно любому из вариантов 1-5 осуществления изобретения, в котором полиакрилат в качестве мономеров содержит сложные эфиры акриловой и метакриловой кислот.
7. Способ согласно любому из вариантов 1-2 и 4-6 осуществления изобретения, в котором смоляной компонент содержит полиакрилат и дополнительно термоотверждаемую смолу.
8. Способ согласно варианту 7 осуществления изобретения, в котором смоляной компонент содержит полиакрилат в количестве, по меньшей мере, 60 масс.% и термоотверждаемую смолу в количестве, по меньшей мере, 20 масс.% в расчете на массу смоляного компонента.
9. Способ согласно любому из вариантов 7 или 8 осуществления изобретения, в котором смоляной компонент состоит из полиакрилата и термоотверждаемой смолы.
10. Способ согласно любому из вариантов 1-9 осуществления изобретения, в котором термоотверждаемую смолу на стадии c) варианта 1 осуществления изобретения выбирают из группы, состоящей из фенолформальдегидной (PF) смолы, меламиноформальдегидной (MF) смолы, мочевиноформальдегидной (UF) смолы, фенолрезорциноформальдегидной (PRF) смолы, меламиномочевиноформальдегидной (MUF) смолы, смеси MF-PF, смеси PF-UF, смеси MU-PF и их смесей.
11. Способ согласно любому из вариантов 7-9 осуществления изобретения, в котором термоотверждаемую смолу на стадии b) варианта 1 осуществления изобретения выбирают из группы, состоящей из фенолформальдегидной (PF) смолы, меламиноформальдегидной (MF) смолы, мочевиноформальдегидной (UF) смолы, фенолрезорциноформальдегидной (PRF) смолы, меламиномочевиноформальдегидной (MUF) смолы, смеси MF-PF, смеси PF-UF, смеси MU-PF и их смесей.
12. Способ согласно любому из вариантов 10 или 11 осуществления изобретения, в котором термоотверждаемая смола представляет собой PF-смолу или MF-смолу или их смесь.
13. Способ согласно любому из вариантов 1-12 осуществления изобретения, в котором покрывающая композиция содержит термоотверждаемую смолу в количестве, по меньшей мере, 45 масс.%, предпочтительно, по меньшей мере, 50 масс.% в расчете на массу покрывающей композиции.
14. Способ согласно любому из вариантов 1-13 осуществления изобретения, в котором материал-носитель представляет собой бумагу, предпочтительно крафт-бумагу.
15. Способ согласно любому из вариантов 1-14 осуществления изобретения, дополнительно содержащий после стадии c) стадию сушки.
16. Пленка, получаемая с помощью способа согласно любому из вариантов 1-15 осуществления изобретения.
17. Применение пленки согласно варианту 16 осуществления изобретения для облицовки панели, в частности, для облицовки материала на основе древесины.
18. Способ облицовки панели пленкой, предпочтительно облицовки материала на основе древесины пленкой, содержащий следующие стадии:
a) обеспечение пленки, получаемой с помощью способа согласно варианту 16 осуществления изобретения;
b) нанесение пленки на панель с использованием нагревания и давления, предпочтительно путем горячего прессования.
19. Способ согласно варианту 18 осуществления изобретения, в котором стадию b) осуществляют при температуре от 110°C до 180°C, предпочтительно от 120°C до 150°C и давлении от 7 кг/см² до 22 кг/см², предпочтительно от 9 кг/см² до 20 кг/см²в течение 2-15 минут, предпочтительно в течение 4-10 минут.
20. Способ согласно варианту 18 или 19 осуществления изобретения, в котором стадию b) осуществляют при температуре 135°C и давлении 18 кг/см² в течение приблизительно 6 минут.
21. Способ облицовки панели пленкой, предпочтительно материала на основе древесины пленкой, содержащий следующие стадии:
a) обеспечение крафт-бумаги с массой на единицу площади от 30 до 90 г/м², предпочтительно 40 г/м² или 80 г/м²;
b) импрегнирование бумаги с применением импрегнирующей дисперсии, содержащей, по меньшей мере, 40 масс.% смоляного компонента, причем смоляной компонент содержит полиакрилат в количестве, по меньшей мере, 98 масс.% в расчете на массу смоляного компонента, которое приводит к получению импрегнированной бумаги с общим содержанием остаточных летучих веществ более 10 масс.%;
c) нанесение на импрегнированную бумагу покрытия с применением покрывающей композиции, содержащей, по меньшей мере, 50 масс.% PF-смолы в расчете на массу покрывающей композиции;
d) сушка импрегнированной бумаги с покрытием, которая приводит к получению пленки для облицовки панели, предпочтительно материала на основе древесины, более предпочтительно фанеры;
е) нанесение пленки на панель при температуре от 120°C до 150°C, предпочтительно при 135°C, при давлении от 9 кг/см² до 20 кг/см², предпочтительно при 18 кг/см² в течение 4-8 минут, предпочтительно в течение приблизительно 6 минут.
22. Слоистый материал, получаемый с помощью способа согласно любому из вариантов 18-21 осуществления изобретения.
23. Слоистый материал согласно варианту 22 осуществления изобретения, в котором отношение минимальных радиусов изгиба слоистого материала согласно варианту 22 осуществления изобретения и такой же панели, облицованной бумагой, импрегнированной фенольной смолой, составляет менее 0,8, предпочтительно менее 0,7, еще более предпочтительно менее 0,6.
24. Слоистый материал согласно варианту 22 или 23 осуществления изобретения, в котором отношение минимальных радиусов изгиба слоистого материала согласно варианту 22 или 23 осуществления изобретения и такой же панели, облицованной бумагой, импрегнированной фенольной смолой, составляет менее 0,5.
25. Древесный продукт, содержащий слоистый материал согласно любому из вариантов 22-24 осуществления изобретения.
ПРИМЕРЫ
Пример 1: Получение слоистых материалов согласно изобретению и результаты их испытания на изгиб.
1.1 Цель исследования
Целью исследования было испытание способности четырех разных панелей к изгибу.
Во-первых, получали разные пленки путем пропитывания крафт-бумаги с применением импрегнирующей дисперсии, содержащей смоляной компонент, который содержит полиакрилат, представляющий собой акриловую смолу марки CHP 619 от компании CH Polymers, Finland (смесь 1), или смесь упомянутой акриловой смолы и PF-смолы (внутренняя маркировка S-7967 компании-производителя Hexion) (смесь 2), как указано в таблице 1. Смеси дополнительно содержали в качестве черного красителя кислотный черный 2 и в качестве красного красителя прямой красный 254. Стадию пропитывания осуществляли путем окунания крафт-бумаги в ванну, содержащую импрегнирующую дисперсию. Избыток импрегнирующей дисперсии удаляли с применением скребков.
Таблица 1: Дисперсии (смесь 1 и смесь 2) для пропитывания крафт-бумаги
Компонент
Смесь 1(частей по массе)
Смесь 2(частей по массе)
Акриловая смола (45%)
400
400
PF-смола (55%)
0
160
Черный краситель
3,5
5
Красный краситель
1,4
2
После пропитывания на бумагу наносили покрытие с применением покрывающей композиции, содержащей PF-смолу в количестве приблизительно 55 масс.% в расчете на массу покрывающей композиции. Покрытие наносили путем окунания влажной импрегнированной бумаги в ванну, содержащую покрывающую композицию, содержащую PF-смолу. Избыток покрывающей композиции удаляли с применением отжимных валиков. В покрывающей композиции применяли такую же PF-смолу, как в импрегнирующей дисперсии. Покрывающая композиция дополнительно содержала 0,6 масс.% разделительной смазки.
Таблица 2: Полученные образцы
Образец
Бумагаг/м<sup>2</sup>
Импрегнирование
Масса послепропитыванияг/м<sup>2 *</sup>
Масса посленанесения покрытияг/м<sup>2 **</sup>
Остаточные летучие вещества%
1
40
Смесь 1
80
119
5,3
2
40
Смесь 2
80
122
6,5
3
80
Смесь 1
153
220
5,7
4
80
Смесь 2
154
218
7,0
* Масса после пропитывания и сушки;
** Масса после нанесения покрытия и сушки;
После пропитывания и нанесения покрытия бумагу сушили до уровня остаточных летучих вществ приблизительно 6%. Точно измеренные значения приведены в таблице 2. Количество остаточных летучих веществ измеряли путем выдержки образца в сушильной печи в течение 5 мин. при 160°C и расчета потери летучего материала во время сушки.
Во-вторых, полученные пленки напрессовали путем горячего прессования на фанеру в следующих условиях:
березовая фанера 21 мм: 18 кг/см² в течение 6 мин. при 135°C.
1.2 Порядок испытания
Испытывали гибкость образца при изгибе образца. Гибкость испытывали путем изгибания образца панели (40×10 см, 10 см в направлении волокон поверхностного шпона) до заданного радиуса оснасток пресса. Более гибкие панели можно прессовать с применением оснастки меньшего радиуса.
1.3 Результаты испытаний
Таблица 3: Результаты испытаний на изгиб (среднее арифметическое из значений для двух образцов)
Образец
Бумага, г/м<sup>2</sup>
Импрегнирование
Минимальный радиус изгиба, мм
1
40
Смесь 1
< 993
2
40
Смесь 2
< 1278
3
80
Смесь 1
< 800
4
80
Смесь 2
< 1365
Обычно минимальный радиус изгиба для 21 мм березовой фанеры, облицованной бумагой (80 г/м²), импрегнированной фенольной смолой (140 г/м²; общая масса 220 г/м²; без дополнительного покрытия) составляет < 1775 мм. Полученные результаты свидетельствуют, что минимальный радиус изгиба дополнительно уменьшается, когда бумага импрегнирована импрегнирующей дисперсией, содержащей более высокое количество акрилата (смесь 1). Полученные результаты также показывают, что когда импрегнирующая дисперсия также содержит PF-смолу (смесь 2), благоприятный эффект уменьшается по сравнению со смесью 1, но все же не особенно существенно по сравнению с обычным минимальным радиусом изгиба.
Такие же результаты испытаний были получены с MF-смолой, взятой вместо PF-смолы. Слой акрилата (полученный путем пропитывания бумаги с применением импрегнирующей дисперсии, содержащей смоляной компонент, который содержит полиакрилат) и слой MF-смолы (полученный путем нанесения на импрегнированную бумагу покрытия с применением композиции, содержащей MF-смолу) обладали совместимостью.
Подобные результаты также были получены при замене крафт-бумаги на нетканую подложку (40 г/м², 60 г/м² и 80 г/м²).
Образцы, полученные с крафт-бумагой 40 г/м² и 80 г/м², также подвергали испытанию в отношении некоторых других свойств (вспучивание, адгезия, циклическое испытание на растрескивание, оценка выпотевания, влагостойкость) и напрессовывали на березовую и еловую фанеру. В случае слоистых материалов, полученных согласно изобретению, хорошие результаты наблюдались в отношении всех упомянутых характеристик.
Пример 2: Внешний вид и поверхностные свойства слоистых материалов, полученных согласно изобретению
2.1 Цель исследования
Цель исследования состояла в визуальной оценке облицованных панелей и испытании свойств их поверхности, таких как эксплуатационные качества после заливок бетона и испытания на растрескивание.
Обеспечивали панели (12 мм, ель), которые подвергали асимметричной пескоструйной обработке (верхнюю сторону обрабатывали больше, а нижнюю сторону обрабатывали лишь слегка и только частично), и c помощью плиты пресса наносили на панель пленку (120 г/м²). Пленку получали согласно образцу 1 в таблице 2. Условия прессования: максимальное давление 18 кг/см² в течение 5,5 мин. при 130°C.
2.2 Порядок испытания
Внешний вид оценивали визуально. Эксплуатационные качества слоистых материалов после заливок бетона и растрескивания были протестированы с помощью испытания с применением бетона и испытания на растрескивание, соответственно, как объясняется ниже.
Испытание с применением бетона
Цемент представляет собой щелочной материал, который разъедает поверхностные структуры, если уровень их щелочестойкости или уровень отверждения является недостаточным.
Испытание с применением бетона осуществляют путем смешивания чистого цемента (стандартный портландцемент) с водой таким образом, чтобы образовалась однородная масса. Цементную массу заливают в пластиковый стакан и наносят на поверхностную структуру, то есть на облицованные панели, подвергаемые исследованию. Цементной массе дают сохнуть в течение трех дней и удаляют. После удаления цементной лепешки оценивают следующие характеристики: прилипание цемента к поверхности облицованной панели, возможное изменение поверхностной структуры из-за цемента (набухание, растрескивание, изменение окраски).
Испытание на растрескивание
Для проведения данного испытания на слоистый материал наносят дополнительную пленку в виде наружного слоя, то есть обе стороны панели облицовывают одной и той же пленкой, чтобы избежать деформации образцов во время испытания. Полученные образцы разрезают на куски размером 100 мм x 100 мм и подвергают края пескоструйной обработке, чтобы удалить возможные трещины, возникшие под воздействием обрабатывающего инструмента. Получали минимум три параллельных образца.
Испытание на растрескивание является циклическим испытанием, состоящим из следующих циклов:
- выдержка в воде (20°C) в течение 8 часов; и
- сушка и термообработка в сушильной печи (70°C) в течение 16 часов.
После термообработки образцам давали охладиться при комнатной температуре. После охлаждения оценивали степень растрескивания (число трещин, длина трещин) образцов. Испытательные циклы повторяли столько раз, сколько необходимо для обнаружения склонности к растрескиванию, то есть по шкале оценок: растрескивания не происходит, поверхность слоистого материала (поверхность без дополнительного покрытия) полностью растрескана или видна разница между испытуемым материалом и известным эталоном.
2.3 Результаты испытаний
Верхняя сторона слоистых материалов была гладкой. Нижняя сторона панели была относительно шероховатой в связи с минимальной пескоструйной обработкой, хотя имела хороший внешний вид. Сцепление на промазанных местах было хорошим.
Не было замечено склонности к растрескиванию на концах слоистых материалов сразу после прессования. После двух циклов испытания на растрескивание, какого-либо растрескивания не наблюдалось. Таким образом, по сравнению с древесиной мягких пород, облицованной бумагой (40 г/м²), импрегнированной фенольной смолой (80 г/м²; общая масса 120 г/м²; без дополнительного покрытия), древесина мягких пород, облицованная пленкой согласно настоящему изобретению, показала хорошую стойкость к растрескиванию даже если была использована фанера хвойных пород (еловая фанера).
Слоистые материалы не показывали ни прилипания к бетону/цементу, ни избыточного набухания, ни деградации поверхности под действием щелочи после двух заливок бетона.