МНОГОСЛОЙНОЕ ПОКРЫТИЕ ПОВЕРХНОСТИ СО ВСПЕНЕННЫМ ПОДДЕРЖИВАЮЩИМ СЛОЕМ
MULTILAYER SURFACE COATING WITH FOAMED SUPPORTING LAYER

Цель изобретения
[0001] Настоящее изобретение относится к способу получения многослойного покрытия поверхности на основе ПВХ, содержащего вспененный поддерживающий слой.
Предшествующий уровень техники
[0002] Для внутренней или наружной отделки поверхности, такой как здание, дом или транспортное средство, хорошо известны и широко используются декоративные покрытия поверхности на основе поливинилхлорида (ПВХ).
[0003] В частности, хорошо известны многослойные покрытия ПВХ, содержащие вспененный поддерживающий слой и слой износа.
[0004] Как правило, указанные многослойные покрытия поверхности получают путем загустевания вспениваемого поддерживающего слоя, на который наносят слой износа и, возможно, декоративный слой. В ходе данного этапа вспенивающие вещества, присутствующие в композиции поддерживающего слоя, активируются и вызывают вспенивание поддерживающего слоя, тем самым приводя к созданию многочисленных пор в ПВХ, что приводит к пене ПВХ.
[0005] Многослойное покрытие поверхности, содержащее вспененный поддерживающий слой, обладает особыми акустическими свойствами, свойствами, которыми не обладают так называемые «компактные» или невспененные покрытия поверхности.
[0006] Общепринято, что чем больше вспенен поддерживающий слой, тем лучше акустические свойства покрытия поверхности. Таким образом, акустические характеристики вспененного многослойного покрытия, как правило, улучшают путем увеличения толщины пены и путем модификации структуры пены и, в частности, ее плотности, т.е. путем повышения ее пористости. Однако, акустические характеристики, как правило, улучшаются за счет механических характеристик и наоборот.
[0007] Кроме того, для модификации структуры или толщины пены ПВХ необходима либо модификация состава композиции поддерживающего слоя, либо модификация рабочих условий вспенивания поддерживающего слоя, и таким образом, рабочих условий получения покрытия поверхности, либо даже и то и другое одновременно.
[0008] Таким образом, когда необходимо получать покрытия с разными акустическими характеристиками, составы и/или рабочие условия должны быть подогнаны к каждому конкретному получаемому покрытию, что требует многочисленных манипуляций. Более того, данные требования еще более важны, т.к. поверхности покрытия, как правило, получают на непрерывной производственной линии. Производственная линия, таким образом, должна быть остановлена для внесения необходимых коррективов. Цели изобретения
[0009] Согласно настоящему изобретению предложен способ получения покрытия поверхности, содержащего вспененный поддерживающий слой, который не демонстрирует недостатки известного уровня техники.
[0010] Согласно настоящему изобретению предложен способ получения покрытия поверхности с улучшенными механическими и акустическими характеристиками.
Краткое описание изобретения
[0011] Настоящее изобретение описывает способ получения многослойного покрытия поверхности, содержащего вспененный поддерживающий слой на основе ПВХ, при этом указанный способ включает этап нанесения водной композиции, содержащей поливиниловый спирт, на нижнюю часть указанного поддерживающего слоя перед вспениванием указанного поддерживающего слоя.
[0012] Согласно конкретным воплощениям указанный способ получения согласно изобретению включает одну или более, или любую комбинацию нескольких следующих характеристик:
- нанесение композиции осуществляют путем печатания,
- нанесение композиции осуществляют по ширине 4 или 5 метров,
- композицию наносят с образованием, после высушивания, слоя толщиной от 0,3 мкм до 5 мкм,
- способ дополнительно включает этап, при котором грунтовку наносят на поддерживающий слой перед нанесением водной композиции, содержащей поливиниловый спирт, при этом указанная грунтовка выбрана из сополимера, содержащего акриловые кислоты, полиуретановой дисперсии, дисперсии полиизоцианатов, смеси данных соединений или смеси ПВХ и дисперсий акриловых смол,
- композиция дополнительно содержит соединение силанола или силана, содержащее по меньшей мере одну функциональную аминогруппу,
- соединение силана имеет следующую формулу
i
2
3
4
2
n
5
1
2
3
2
4
7
7
где R, R, R независимо друг от друга представляют собой либо гидроксильную группу, метоксигруппу, либо этоксигруппу, где R представляет собой группу (CH), n равен 1, 2 или 3, и где R независимо от R, R, R представляет собой водород, линейный или циклический алкил, фенил, амидную группу или аминоэтильную группу формулы -СН-NH-R, R представляет собой водород, алкил, фенильную группу, бензильную группу или винилбензильную группу,
- соединение силана составляет от 6 масс.% до 40 масс.% от массы поливинилового спирта,
- композицию, содержащую поливиниловый спирт, наносят на нижнюю часть поддерживающего слоя и композицию, дополнительно содержащую соединение силана, содержащее одну функциональную аминогруппу, наносят на верхнюю часть указанного поддерживающего слоя, способ дополнительно включает этап нанесения декоративной пленки или декоративной краски на верхнюю часть указанного поддерживающего слоя,
- способ дополнительно включает этап нанесения защитного лака на основе полиуретана на слой износа.
Краткое описание графических материалов
[0013] На Фиг.1 схематически представлено многослойное покрытие поверхности, содержащее вспененный поддерживающий слой, на который нанесен барьерный слой.
[0014] На Фиг.2 схематически представлено второе воплощение многослойного покрытия поверхности, содержащего вспененный поддерживающий слой и барьерный слой.
[0015] На Фиг.3 схематически представлено третье воплощение многослойного покрытия поверхности, содержащего вспененный поддерживающий слой и барьерный слой.
[0016] На Фиг.4 схематически представлено многослойное покрытие поверхности, содержащее вспененный поддерживающий слой, барьерный слой и декоративный слой.
[0017] На Фиг.5 схематически представлено второе воплощение многослойного покрытия поверхности, содержащего вспененный поддерживающий слой, барьерный слой и декоративный слой.
Подробное описание изобретения
[0018] Способ согласно настоящему изобретению для получения покрытия поверхности, содержащего вспененный поддерживающий слой 1, будь то покрытие пола, покрытие стены или предназначенное для внутренних поверхностей транспортного средства, например, включает этап, при котором композицию поливинилового спирта (PVOH) наносят по меньшей мере на нижнюю часть поддерживающего слоя 1 (Фиг.1 и 3)
[0019] Предпочтительно, данный этан нанесения поддерживающего слоя происходит либо до, либо после нанесения слоя износа 2, возможно, до или после нанесения декоративного слоя 4, тем не менее, и в любом случае до расширения или вспенивания поддерживающего слоя 1.
[0020] Предпочтительно, этап нанесения композиции поливинилового спирта (PVOH) включен в непрерывный способ получения покрытия поверхности на ширину 2 метра и 4 метра и, возможно, даже большую ширину.
[0021] Композицию наносят на слой или пленку на основе ПВХ, например, посредством устройства для печатания, ротогравюры или устройства для нанесения покрытия роликового типа. Композиция может быть нанесена в один слой или, возможно, в форме нескольких последовательных слоев. Предпочтительно и после высыхания толщина слоя, образованного композицией поливинилового спирта, составляет от 0,3 мкм до 5 мкм.
[0022] Композиция поливинилового спирта предпочтительно представляет собой водный раствор поливинилового спирта. Предпочтительно, вода составляет от 80 масс.% до 96 масс.% от общей массы композиции.
[0023] Композиция также может представлять собой смачивающий агент, предпочтительно полиэфир-силоксан. Предпочтительно, указанный смачивающий агент составляет от 0,4 масс.% до 1,5 масс.% от общей массы композиции.
[0024] Примеры композиций приведены в таблице 1. Доля компонентов приведена в массовых процентах относительно массы поливинилового спирта (per).
Таблица 1
Примеры композиций
1
2
3
4
Вода
2400,0
809,1
400,0
809,1
PVOH
100,0
100,0
100,0
100,0
Смачивающий агент
0
0
1,0
9,1

[0025] Поливиниловый спирт представляет собой Elvanol 90-50, Elvanol 71-30, Elvanol 70-75 фирмы Dupont или Exceval HR 3010, Exceval AQ 4104 фирмы Kuraray.

[0026] Смачивающий агент представляет собой полиэфир полидиметилсилоксан, например BYK-307 фирмы BYK или Tego Wet 270 фирмы Evonik.
[0027] Как показано в таблицах 2 и 3, на удивление оказалось, что нанесение композиции поливинилового спирта на нижнюю часть (или "низ") (Фиг.1), поддерживающего слоя 1, который представляет собой "вспениваемый" слой, перед поддерживающим слоем 1, обеспечивает большее расширение указанного поддерживающего слоя 1. Таким образом, путем получения меньшей плотности можно использовать меньше материала в поддерживающем слое 1 с получением одинаковой толщины пены или в качестве альтернативы более толстого покрытия для такого же количества материала.
Таблица 2
Сравнения характеристик покрытия поверхности, полученного способом из предшествующего уровня техники и способом согласно настоящему изобретению
Покрытие шероховатой поверхности
Покрытие нешероховатой поверхности
Покрытие поверхности согласно настоящему изобретению
Покрытие нешероховатой поверхности согласно настоящему изобретению
Общая толщина (мм)
3,23
3,22
3,69
3,65
Граммаж (г/м<sup>2</sup>)
1776
1770
1806
1800
Толщина слоев (мм). Слой износа
0,09
0,09
0,09
0,11
Поддерживающий слой
0,47
0,51
0,40
0,49
Поддерживающий слой со стекломатом
0,40
0,39
0,41
0,46
Вспениваемый слой
2,23
2,20
2,75
2,65
Очевидная жесткость (мН)
351
381
220
239
Усадка 6 ч 80°C (%)
Lo
0,04
0,03
0,05
0,06
la
0,04
0,03
0,10
0,10
Сгибание 6 ч 80°C (мм)
0,3
0
0,7
0,7
Остаточное вдавливание (мм)
0,27
0,24
0,22
0,28
Гибкость CSTB
1,95
2,05
2,51
2,47
Акселерометрия (дБ)
23
24
26
27
Таблица 3
Сравнение характеристик покрытия поверхности, полученного способом предшествующего уровня техники и способом согласно настоящему изобретению
Покрытие поверхности
Покрытие поверхности согласно настоящему изобретению
Общая толщина (мм)
2,62
2,67
Граммаж (г/м<sup>2</sup>)
1550
1485
Толщина слоев (мм). Слой износа
0,10
0,13
Поддерживающий слой
0,45
0,56
Поддерживающий слой со стекломатом
0,27
0,34
Вспениваемый слой
1,78
1,63
Очевидная жесткость (мН)
361
275
Усадка 6 ч 80°C (%)
Lo
0,04
0,06
la
0,08
0,07
Сгибание 6 ч 80°C (мм)
0,9
0,9
Остаточное вдавливание (мм)
0,12
0,03
Гибкость CSTB
1,69
1,67
Акселерометрия (дБ)
21
22
[0028] Кроме того, для покрытий поверхности, содержащих вспененный поддерживающий слой 1, общепринято, что улучшения механических характеристик указанного поддерживающего слоя 1, особенно в отношении вдавливания, как правило, достигают за счет акустических характеристик. Тем не менее, неожиданно оказалось, что нанесение композиции поливинилового спирта на вспениваемый поддерживающий слой 1 улучшает акустические свойства покрытия поверхности, не только путем увеличения толщины образуемой пены, но также путем улучшения структуры пены, получаемой таким образом, при сохранении или улучшении механических характеристик покрытия, особенно в отношении прочности на прокол.
[0029] Дополнительным преимуществом является то, что на непрерывной производственной линии получения покрытия поверхности можно модифицировать структуру покрытия и, таким образом, модулировать его свойства без необходимости изменения состава поддерживающего слоя 1 или изменения рабочих условий, просто путем нанесения покрытия или нет, на нижнюю часть поддерживающего слоя 1, т.е. часть, которая будет вступать в контакт с поверхностью, на которую наносят покрытие, с использованием композиции поливинилового спирта. Также можно модулировать свойства поверхности, на которую наносят покрытие, путем варьирования толщины нанесения указанной композиции. При этом, тем самым повышается эффективность с точки зрения производственной гибкости, т.к., таким образом, можно непрерывно производить, на той же производственной линии, покрытия поверхности разной толщины и, таким образом, с разными акустическими и/или механическими свойствами путем контроля только за нанесением указанной композиции.
[0030] Низкая адгезия поливинилового спирта в отношении слоя или пленки на основе ПВХ, в частности, слоя ПВХ, содержащего неорганические наполнители, не создает значительных проблем. Более того, слабая адгезия поливинилового спирта в отношении поддерживающего слоя 1 не мешает расширению вспениваемого поддерживающего слоя 1, которое осуществляют традиционным способом на металлической ленте и с использованием вспенивающих веществ. Кроме того, адгезия поливинилового спирта тем не менее достаточна для того, чтобы поддерживающий слой 1 свободно проходил по производственной линии, реализующей способ согласно настоящему изобретению.
[0031] Тем не менее, может быть полезным повышение адгезии поливинилового спирта в отношении поддерживающего слоя на основе ПВХ 1 так, чтобы поливиниловый спирт становился неотъемлемой частью покрытия поверхности и образовывал барьерный слой 3, препятствующий проникновению загрязняющих веществ, присутствующих на поверхности, на которую наносят покрытие, например загрязняющих веществ битумной поверхности или адгезива, используемого для связывания покрытия с поверхностью.

[0032] Адгезия поливинилового спирта в отношении поддерживающего слоя 1 на основе ПВХ может быть улучшена путем применения грунтовки, которая предпочтительно представляет собой сополимер акриловых кислот, например Neocryl 1131 или ХК 151 фирмы DSM, полиуретановую дисперсию, например Neorez R 989 фирмы DSM, дисперсию полиизоцианатов, например Bayhydur VP LS 2240, или комбинации данных соединений. Также можно применять смесь дисперсий акриловой смолы и ПВХ.
[0033] Адгезия поливинилового спирта в отношении поддерживающего слоя 1 на основе ПВХ также может быть улучшена путем использования в композиции на основе поливинилового спирта соединения силана, выбранного из функционализированных соединений силанола или силана, предпочтительно соединений силанола или силана, содержащих по меньшей мере одну функциональную аминогруппу.
[0034] Предпочтительно, соединение силана имеет следующую химическую формулу:
1
2
3
4
2
n
5
1
2
3
2
4
7
7
где R, R, R независимо друг от друга представляют собой либо гидроксильную группу, метоксигруппу, либо этоксигруппу, и где R представляет собой группу (CH), n равен 1, 2 или 3, и где R независимо от R, R, R представляет собой водород, линейный или циклический алкил, фенил, амидную группу или аминоэтильную группу формулы -CH-NH-R, R представляет собой водород, алкил, фенильную группу, бензильную группу или винилбензильную группу.
[0035] Соединение силана выбрано из группы, состоящей из 3-аминопропилтриэтоксисилана, 3-аминопропилтриметоксисилана, аминоэтиламинопропилсилантриола, аминоэтиламинопропилтриметоксисилана, N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилана, N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилметил~ диметоксисилана, N-2-(бензиламино)-этил-3-аминопропилтриметоксисилана, N-2-(винилбензиламино)-этил-3-аминопропилтриметоксисилана, N-циклогексиламино-метилметилдиэтоксисилана, N-циклогексиламинометилтриэтоксисилана, N-циклогексил-3-аминопропилтриметоксисилана, N-фениламинометилтриметоксисилана и 3-уреидопропилтриметоксисилана, винилбензиламиноэтиламинопропил-триметоксисилана.
[0036] Предпочтительно, функционализированное соединение силана составляет от 6 до 40 pcr (процент относительно поливинилового спирта). Предпочтительно, для вспениваемого слоя на основе ПВХ функционализированное соединение силана составляет приблизительно 12,5 pcr.
[0037] Примеры композиций приведены в таблицах 4 и 5. Доля компонентов приведена в массовых процентах относительно массы поливинилового спирта (pcr).
Таблица 4
Примеры композиции на основе поливинилового спирта, содержащей функционализированное соединение силана
Т
5
6
7
8
9
Вода
809,1
809,1
809,1
809,1
809,1
809,1
PVOH
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
Сил-1
0,0
6,0
12,5
20,0
30,0
40,0
Смачивающий агент
9,1
9,1
9,1
9,1
9,1
9,1
Таблица 5
Примеры композиции на основе поливинилового спирта, содержащей функционализированное соединение силана
10
11
12
13
14
Вода
809,1
809,1
809,1
809,1
809,1
PVOH
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
Сил-2
6,0
10,0
12,5
15,0
20,0
Смачивающий агент
9,1
9,1
9,1
9,1
9,1

[0038] Поливиниловый спирт представляет собой Elvanol 90-50, Elvanol 71-30, Elvanol 70-75 фирмы Dupont или Exceval HR 3010, Exceval AQ 4104 фирмы Kuraray.

[0039] Смачивающий агент представляет собой полиэфир полидиметилсилоксан, например BYK-307 фирмы BYK или Tego Wet 270 фирмы Evonik.

[0040] Соединение силана сил-1 представляет собой 3-аминопропилтриэтоксисилан, например, Z-6011 фирмы Dow Coming. Соединение силана сил-2 представляет собой аминоэтиламинопропилтриметоксисилан, например Geniosil GF9 или GF91 фирмы Wacker, или Z-6020 фирмы Dow Corning.
[0041] Композицию, содержащую соединение силана получают со смесью, содержащей от 80 масс.% до 95 масс.% воды, от 5 масс.% до 20 масс.% поливинилового спирта и, возможно, от 0,4 масс.% до 1,5 масс.% смачивающего агента. Указанную смесь сначала нагревают, например, от 90°C до 95°C, перед добавлением, в горячем состоянии, например, при приблизительно 80°C соединения силана, которое составляет от 6 масс.% до 20 масс.% (pcr) относительно количества поливинилового спирта. Композицию перемешивают в течение приблизительно 60 минут при приблизительно 95°C.

[0042] Адгезию композиций, содержащих функционализированное соединение силана, в отношении вспениваемого слоя ПВХ оценивают путем нанесения композиций в форме одного слоя, который сушат, например, в течение одной минуты при 100°C, с образованием пленки толщиной приблизительно 1 мкм. Указанный способ оценки состоит из царапания продукта шестизубой щеткой, затем оценки сопротивления отслаиванию посредством клейкой ленты типа TESA 4124. Адгезия считается хорошей, когда от субстрата не отрываются следы пленки. Оценка "1" означает, что адгезия хорошая и оценка "3" означает отсутствие адгезии. Результаты представлены в таблицах 6 и 7.
Таблица 6
Адгезия композиций из Таблицы 4 в отношении вспениваемого поддерживающего слоя на основе ПВХ
Т
5
6
7
8
9
Расширяемый поддерживающий слой ПВХ, содержащий наполнители
3
1
1
1
1
1
Таблица 7
Адгезия композиций из Таблицы 5 в отношении вспениваемого поддерживающего слоя на основе ПВХ
Т
10
11
12
13
14
Вспениваемый поддерживающий слой ПВХ, содержащий наполнители
3
3
2
1
1
1
2
2
[0043] Барьерный эффект композиции оценивали с помощью теста с использованием смол, который состоит из помещения жидкой смолы в нижнюю часть многослойного покрытия поверхности, содержащего барьерный слой согласно настоящему изобретению, нанесенный во влажном состоянии от 7 г/м до 45 г/м. Смолу оставляют перемещаться в течение одной недели при температуре, равной приблизительно 70°C. Оценку от "1" до "5" присваивают исходя из появления пятна на верхней стороне покрытия пола. "1" означает, что нет разницы с покрытием поверхности без смолы, оценки от "3" до "5" означают, что покрытие поверхности имеет цвет в диапазоне от темно-коричневого до черного. Результаты представлены в таблице 8.
Таблица 8
Барьерный эффект
Отсутствие барьерного слоя
Т
14
14
14
14
14
22 г/м<sup>2</sup>
7 г/м<sup>2</sup>
15 г/м<sup>2</sup>
22 г/м<sup>2</sup>
35 г/м<sup>2</sup>
45 г/м<sup>2</sup>
Вспениваемый поддерживающий слой
5
1
4
3
1
1
1

[0044] Вспениваемый поддерживающий слой на основе ПВХ, который использовали в оценке адгезии, содержит 100 pcr ПВХ Pevikon Р682 и Pevikon DP 2170, 117 pcr карбоната кальция (Omya BL 20), применяемого в качестве неорганического наполнителя, 2,9 pcr вспенивающего вещества, азодикарбонамид (Porofor ADCL-C2), 1,38 pcr оксида цинка (ZnO), используемого для снижения температуры разложения вспенивающего вещества, 0,7 pcr Titanium RC 82, 30,3 pcr DIHP (Jayflex 77), 26,2 pcr DIBP (Palatinol 1С) и 14,5 pcr деароматизированного углеводорода, используемого в качестве уменьшающего вязкость вещества (Exxsol D100), при этом "pcr" относится к проценту относительно количества ПВХ.
[0045] Композиция, содержащая функционализированное соединение силана, согласно первому воплощению настоящего изобретения может быть нанесена на нижнюю часть поддерживающего слоя 1 так, чтобы улучшать расширение поддерживающего слоя 1 и образовывать барьерный слой 3 (Фиг.1, 3-5).
[0046] Однако, согласно второму воплощению настоящего изобретения, композиция, содержащая функционализированное соединение силана, также может быть нанесена на верхнюю часть поддерживающего слоя 1, часть, на которую будет нанесен слой износа 2 (Фиг.2, 3 и 5), и, возможно, может быть нанесен декоративный слой 4 (Фиг.4 и 5), при этом указанный декоративный слой 4 представляет собой любой подходящий слой, предпочтительно, краску или пленку, содержащую один или более декоративных узоров. Согласно данному второму воплощению настоящего изобретения, композиция образует барьерный слой 3, защищающий от увеличения загрязняющих веществ, присутствующих в поддерживающем слое 1, например, пигментов переработанного ПВХ, которые могли быть использованы в композиции поддерживающего слоя 1. Предпочтительно, композицию наносят с образованием барьерного слоя толщиной по меньшей мере от 4 мкм до 5 мкм.
2
2
2
2
[0047] Предпочтительно, композицию, содержащую функционализированное соединение силана, наносят во влажном состоянии на поддерживающий слой в количестве от 15 г/м до 45 г/м, предпочтительно приблизительно 22 г/м или приблизительно 35 г/м.
[0048] Предпочтительно, способ получения согласно настоящему изобретению также может включать этап, при котором на слой износа 2 наносят декоративный слой.
[0049] Предпочтительно, способ получения согласно настоящему изобретению также может включать этап, при котором на слой износа 2 наносят защитный лак на основе полиуретана, например.
Обозначения:
1: Вспененный поддерживающий слой
2: Слой износа
3: Барьерный слой
4: Декоративный слой