Настоящее изобретение относится к покрывной композиции, которая может применяться для нанесения покрытия на основу, где на первом этапе на основу накладывается радиационно-отверждаемое покрытие и/или пропускающая излучение пленка, затем основу и пленку сжимают вместе таким образом, чтобы покрытие было слоем между ними, после чего покрытие отверждают облучением через пленку, чтобы получить основу с покрытием, и на следующем этапе пленку удаляют с покрытой основы.
Пример такого процесса описан в патенте США US 4388137. Эта патентная публикация раскрывает процесс, в котором покрывная композиция накладывается на пленку до того, как пленку и основу сжимают. Затем покрывную композицию отверждают, после чего пленку снимают с покрытой основы. Такой способ, в котором слой покрытия переносят с пленки на основу, иногда называют способом переноса пленки.
Эта публикация США дает некоторую общую информацию о выборе покрывных композиций для использования в способе. Покрывные композиции без летучих органических соединений или с низким уровнем летучих органических соединений не упоминаются.
Во время сушки и отверждения покрывных композиций, которые содержат летучие органические соединения, основная часть этих летучих органических соединений выделяется. Далее, если не достигается полной конверсии компонентов, например, в случае отверждения УФ-излучением, неотвержденные низкомолекулярные органические молекулы могут создавать экологические проблемы при резке или шлифовке основы. Принимая во внимание экологические факторы и соответствующее законодательство, существует потребность в покрывных композициях без летучих органических соединений или только с низким уровнем летучих органических соединений (ЛОС).
В патенте US 4113894 раскрыт способ, в котором основа покрыта покрывной композицией, отверждаемой радиационно, до того, как пленка помещается на основу. Основу и пленку облучают вместе, чтобы отвердить покрытие, после чего пленку снимают с основы. В настоящей заявке этот способ нанесения покрытия будет обозначаться как литьевой способ.
Эта публикация США также не упоминает о композициях для покрытий с низким уровнем летучих органических соединений или вообще без летучих органических соединений.
В патенте WO 80/01472 раскрыт способ, в котором пленка покрывается радиационно-отверждаемой покрывной композицией, возможно, с последующим нагревом покрытой пленки, чтобы выпарить неполимеризуемые растворители из покрытия. Затем пленка, имеющая покрытие, накладывается на основу. Слой между пленкой и основой отверждается УФ-излучением, после чего пленку удаляют с основы с покрытием. Покрывные композиции, используемые в этом способе, содержат высокий уровень органического растворителя и/или высокий уровень реакционно-способного разбавителя, т.е. мономеров, которые участвуют в реакции отверждения.
Недостатком этого способа является то, что органические растворители, возможно, потребуется испарить, так как уровень ЛОС ограничивается настоящим законодательством. Следует ожидать, что в ближайшем будущем такие ограничения станут еще более строгими. Предлагалось несколько систем с рециркуляцией растворителей, но такие системы и их применение являются капиталоемкими.
Применение реакционно-способных разбавителей сокращает или устраняет выделение ЛОС, так как они входят в конечную пленку. Однако они известны своими раздражающими кожу и вызывающими чувствительность свойствами. Кроме того, часто эти компоненты имеют сильный или неприятный запах и, возможно, обладают токсическими свойствами.
Другая проблема существует при покрытии пористых основ, например дерева, композициями, содержащими реакционно-способные растворители, - это проникновение активных мономеров в поры основы. Это является недостатком, в частности, когда покрытие отверждают излучением. Так как облучение не доходит до этих мест, в порах основы в результате находится неотвержденный покрывной материал. Это может создавать проблемы со здоровьем, безопасностью и окружающей средой, например, при резке или шлифовке основы. Известно, что даже годы спустя после того, как был нанесен лак, происходит выделение свободных мономеров из пористых панелей.
Хорошо известные акриловые разбавители, например трипропиленгликольдиакрилат (ТПГДА), гександиолдиакрилат (ГДДА), пентаэритритоэтоксилат, модифицированный акриловым соединением (ППТТА), и гидроксиэтилметакрилат (ГЭМА), являются раздражителями кожи и вызывающими чувствительность и никогда не будут реагировать, если их не достигнет УФ-излучение.
Применение способа покрытия основы, в котором покрывную композицию помещают между основой и пропускающей излучение пленкой и затем отверждают, имеет некоторые преимущества перед способами, в которых такая пленка отсутствует. Большим преимуществом является тот факт, что структура поверхности на стороне пленки, обращенной к слою покрытия, может быть перенесена на отвержденное покрытие. Это позволяет производить основы с покрытиями, имеющими, в принципе, любой декоративный эффект. Например, можно делать основы с высокоглянцевым покрытием, используя пленку с сильным глянцем. Слабо глянцевые основы могут производиться с использованием слабо глянцевых пленок, что имеет то преимущество, что в покрывную композицию не надо добавлять матирующее вещество. Можно также делать основы с текстурированным покрытием, например основы со структурой поверхности, похожей на кожу или дерево.
Так как радиационно-отверждаемое покрытие отверждается в отсутствие кислорода, получается отвержденное покрытие длительного срока службы с улучшенными (механическими) свойствами.
Настоящее изобретение относится к способу покрытия основы, в котором на первом этапе радиационно-отверждаемое покрытие наносят на основу и/или прозрачную пленку, затем основу и пленку сжимают так, чтобы покрытие оказалось слоем между ними, после чего покрытие отверждают облучением через пленку с получением основы с покрытием, и на следующем этапе прозрачную пленку удаляют с основы с покрытием, причем в этом способе применяется термоплавкая покрывная композиция, которая дает очень хорошие результаты при ее использовании в любом из упомянутых выше способов. Например, это покрытие обнаруживает хорошее отделение пленки от основы с покрытием после отверждения покрывной композиции. Далее, покрывная композиция может применяться со множеством основ и в комбинации со множеством пленок.
В способе согласно настоящему изобретению покрывная композиция, нанесенная на пленку и/или основу, является термоплавкой композицией, содержащей от 20 до 100 мас.% радиационно-отверждаемой смолы или смеси радиационно-отверждаемых смол с вязкостью в интервале от 15 до 10000 мПа·с в области температур от 40 до 150°C.
С точки зрения современных экологических факторов применение термоплавкой композиции предпочтительно, так как она имеет низкий уровень летучих органических соединений или вообще не содержит летучих органических соединений. Кроме того, термоплавкая композиция содержит низкий уровень реакционно-способного разбавителя или вообще не содержит реакционно-способного разбавителя.
В способе переноса пленки или в литьевом способе применение термоплавкой композиции, которая практически не выделяет летучих веществ при сушке, охлаждении или отверждении, имеет дополнительное преимущество в том, что покрытие не нужно сушить после нанесения. Следовательно, после нанесения покрытия на пленку и/или основу пленку и основу можно сжимать (почти) сразу. Это выгодно, так как требует низких затрат энергии и сокращает продолжительность обработки.
Обычно в термоплавкие покрывные композиции, отдерждаемые УФ-излучением, добавляют амины, такие как триэтаноламин, или акрилатные амины. Эти амины могут действовать как синергисты для реакции отверждения. Иногда амины добавляют, когда нужно получить высокоглянцевую поверхность, так как амины усиливают поверхностное отверждение. Недостатком аминов является, однако, то, что они вызывают пожелтение.
Теперь было обнаружено, что дополнительное преимущество настоящего способа состоит в том, что высокоглянцевое покрытие может быть приготовлено при использовании меньшего количества аминов или даже без аминов. Предпочтительно термоплавкая композиция содержит менее 3 мас.%, более предпочтительно менее 2 мас.%, еще более предпочтительно менее 1 мас.% таких аминов от общей массы неотвержденной термоплавкой композиции.
Другие преимущества настоящего изобретения, которые будут детально описаны ниже, состоят в том, что данный способ очень подходит для покрытия пористых основ, он требует относительно малое количество фотоинициаторов, относительно высокое количество пигментов, которые могут присутствовать в покрывной композиции, неотвержденная покрывная композиция может после нанесения снова стать текучей, процесс может быть проведен с высокой скоростью, если покрытие не должно отверждаться, и можно одновременно покрывать две противоположные стороны основы.
Термоплавкая композиция, использованная в способе согласно настоящему изобретению, отверждается излучением. В рамках настоящего изобретения радиационно-отверждаемая покрывная композиция является композицией, которая отверждается при использовании электромагнитного излучения с длиной волны λ≤500 нм или излучения в виде пучка электронов. Примером электромагнитного излучения, имеющего длину волны λ≤500 нм, является УФ-излучение. Источники излучения, которые могут применяться, являются источниками, обычными для пучка электронов и УФ. Например, могут использоваться такие УФ-источники, как ртутные лампы высокого, среднего и низкого давления. Также, например, могут применяться лампы с присадками галлия и других лигандов, особенно для пигментированных покрытий. Можно также отверждать термоплавкую композицию с помощью коротких импульсов света.
В одном исполнении настоящего изобретения, особенно при отверждении прозрачных покрытий, термоплавкая композиция отверждается при применении УФ-источников малой энергии, т.е. так называемое отверждение естественным освещением. Интенсивность этих ламп ниже, чем у упомянутых выше УФ-источников. УФ-источники малой энергии почти не излучают УФ диапазона C; они излучают в основном УФ диапазона A и излучение с длиной волны на границе УФ-диапазонов B и A. Предпочтительно термоплавкая композиция отверждается излучением, имеющим длину волны 300 нм ≤ λ ≤ 500 нм, более предпочтительно 300 нм ≤ λ ≤ 450 нм. Для некоторых композиций могут быть предпочтительными УФ-источники малой энергии, испускающие излучение с длиной волны 370 нм ≤ λ ≤ 450 нм. Имеющиеся в продаже лампы для отверждения естественным светом являются, например, лампами, используемыми в соляриях и особыми флуоресцентными лампами, такими как TL03, TL05 или TL09 лампы (от Philips) и BLB УФ-лампы (от CLE Design).
Покрытие, находящееся между основой и пропускающей излучение пленкой, отверждается облучением через пленку. Если покрытие отверждается пучком электронов, материал пленки некритичен, так как проникновение электронов можно обеспечить выбором достаточно высокого напряжения. Следовательно, в случае отверждения пучком электронов пленка может включать, например, алюминиевую фольгу или слой, содержащий алюминий, например полиэфирную пленку, пластик или бумагу с добавлением алюминия. Если покрытие отверждается УФ-излучением, пленка должна быть достаточно прозрачной для УФ-излучения, чтобы покрытие было отверждено. Следовательно, в случае отверждения УФ-излучением пленка может содержать кварцевое стекло или стеклянную пластину, или полимерный материал, например поливинилхлорид, ацетат, полиэтилен, полиэфир, акриловый полимер, полиэтиленнафталат, полиэтилентерефталат или поликарбонат. Пленка может быть жесткой или гибкой и может иметь любую желаемую толщину, пока она пропускает излучение, достаточное, чтобы получить в результате достаточное отверждение покрывной композиции.
В идеале выбирается покрытие, которое хорошо отделяется от пленки в способе переноса или литьевом способе. При хорошем отделении пленки ее можно удалить с покрытой основы так, чтобы покрытие оставалось практически неповрежденным. Термоплавкие композиции, используемые в способе согласно настоящему изобретению, годятся для комбинирования с широким спектром типов пленок, включая необработанные пленки.
Чтобы обеспечить хорошие свойства отделения пленки в способе переноса или литьевом способе, пленка может быть обработана. Применяемый тип обработки пленки должен соответствовать типу пленки и типу покрытия, на которое переносят или отливают пленку в способе согласно настоящему изобретению. Например, пленка может быть покрыта антиадгезионным покрытием. Такое антиадгезионное покрытие может содержать кремний или фторполимер, такой как политетрафторэтилен, как антиадгезионный агент. Патент US 5037668 описывает, например, не содержащий кремния фторполимер, включающий антиадгезионное покрытие акрилатного типа.
Было найдено, что термоплавкая композиция, используемая в способе согласно настоящему изобретению, подходит для применения с широким кругом пленок и основ. Например, она может применяться для стекла, керамики, такой как керамическая плитка, и металлов, таких как листовой металл, металлические тросы и листовой металл с защитным покрытием, например листовой металл с защитным покрытием из полиэфира. В частности, она может применяться на термочувствительных пленках и основах, так как она может наноситься при относительно низких температурах. Эти пленки включают целлюлозосодержащие и пластиковые пленки. Примерами термочувствительных основ являются деревянные панели, шпон, древесно-волокнистые плиты, бумага, пластиковые детали, ПВХ, например полы из ПВХ, полы из полиолефина, половые покрытия из линолеума, панели электрических цепей и мебельная пленка, которая может быть из бумаги, пластика или других материалов, например линолеума.
Так как покрывная композиция содержит только малое количество мономеров, которые могут проникать внутрь пористой основы и, таким образом, остаться неотвержденными, способ очень подходит для покрытия пористых основ. Наиболее выгодно применять способ переноса пленки, когда нужно покрывать пористую основу. Пленку, которая предпочтительно не пористая, наносят и, возможно, охлаждают и/или сушат, после чего покрытие переносят на пористую основу. При использовании этой методики количество покрывного материала, необходимое для покрытия основы, снижается, так как в поры проникает меньше неотвержденного покрывного материала. Аналогично, требуется минимальное количество покрывного материала для получения гладкой поверхности покрытия на пористой основе, если применяется пленка с гладкой поверхностной структурой на стороне, обращенной к основе.
Обычно температура нанесения термоплавкой покрывной композиции, использованной в настоящем изобретении, находится в интервале от 40 до 150°C. Предпочтительный интервал температур для нанесения термоплавкой покрывной композиции на термочувствительные основы или пленки составляет от 40 до 100°C, более предпочтительно от 50 до 90°C. В способе согласно настоящему изобретению предпочтение отдается применению термоплавких композиций, вязкость которых лежит в интервале от 15 до 10000 мПа·с при температуре нанесения (от 40 до 150°C). Оптимальные свойства покрытия получаются, если вязкость композиции лежит в интервале от 15 до 4000 мПа·с, более предпочтительно от 15 до 3000 мПа·с, при указанных выше интервалах температур.
Вязкость композиции при температуре нанесения следует выбирать в соответствии со способом, которым композиция наносится на пленку и/или основу. Например, для нанесения распылением вязкость должна быть ниже, чем при нанесении валиком.
Было найдено, что при применении этих термоплавких композиций получаются превосходные текучесть и выравнивание материала покрытия. Далее, было найдено, что толщину покрытой пленки легко контролировать. Пленки с покрытием толщиной 5 мкм могут быть нанесены без принятия особых предосторожностей. С другой стороны, можно также наносить пленку толщиной 250 мкм в один слой без шлифовки и с оптимальным выравниванием.
В принципе, любая радиационно-отверждаемая смола или смеси смол могут применяться в термоплавкой композиции, используемой в способе согласно настоящему изобретению, до тех пор, пока вязкость термоплавкой композиции находится или может быть приведена к вязкости в интервале от 15 до 10000 мПа·с в области температур от 40 до 150°C. Эти смолы присутствуют в количестве от 20 до 100 мас.% композиции. Предпочтительно смола присутствует в количестве от 30 до 90 мас.%, более предпочтительно в количестве от 40 до 90 мас.%.
Было найдено, что смолы на основе сложных акрилатных полиэфиров очень подходят для применения в термоплавкой покрывной композиции в способе согласно настоящему изобретению.
Примерами подходящих смол на основе сложных акрилатных полиэфиров, имеющихся в продаже, являются Craynor® UVP-215, Craynor® UVP-220 (оба от Cray Valley), Genomer® 3302, Genomer® 3316 (оба от Rahn), Laromer® PE 44F (от BASF), Ebecryl® 800, Ebecryl® 810 (оба от UCB), Viaktin® 5979, Viaktin® VTE 5969 и Viaktin® 6164 (100%) (все от Vianova). Очень обещающие результаты были обнаружены, если композиция содержит по меньшей мере 40 мас.% смолы на основе сложных акрилатных полиэфиров.
Эпоксиакрилатные смолы также могут применяться в термоплавкой покрывной композиции в способе согласно настоящему изобретению. Примерами имеющихся в продаже эпоксиакрилатных смол являются Craynor® UVE-107 (100%), Craynor® UVE-130, Craynor® UVE-151, CN® 104 (все от Cray Valley), Photocryl® 201 (от PC resins), Genomer® 2254, Genomer® 2258, Genomer® 2260, Genomer® 2263 (все от Rahn), UVP® 6000 (от Polymer technologies) и Ebecryl® 3500 (от UCB).
Смолы на основе сложных акрилатных полиэфиров также могут применяться в термоплавкой покрывной композиции в способе согласно настоящему изобретению. Примерами имеющихся в продаже смол на основе сложных акрилатных полиэфиров являются Genomer® 3456 (от Rahn), Laromer® PO33F (от BASF), Viaktin® 5968, Viaktin® 5978 и Viaktin® VTE 6154 (все от Vianova).
Уретано-акрилатные смолы также могут применяться в термоплавкой покрывной композиции в способе согласно настоящему изобретению. Примерами имеющихся в продаже уретано-акрилатных смол являются CN® 934, CN® 976, CN® 981 (все от Cray Valley), Ebecryl® 210, Ebecryl® 2000, Ebecryl® 8800 (все от UCB), Genomer® 4258, Genomer® 4652 и Genomer® 4675 (все от Rahn).
Другими примерами радиационно-отверждаемых смол, которые могут применяться в термоплавкой композиции в способе согласно настоящему изобретению, являются катионные смолы, отверждаемые УФ-излучением, например циклоалифатические эпоксидные смолы, такие как Uvacure® 1500, Uvacure® 1501, Uvacure® 1502, Uvacure® 1530, Uvacure® 1531, Uvacure® 1532, Uvacure® 1533 и Uvacure® 1534 (все от UCB Chemicals), Cyracure® UVR-6100, Cyracure® UVR-6105, Cyracure® UVR-6110 и Cyracure® UVR-6128 (все от Union Carbide), или SarCat® K126 (от Sartomer), циклоалифатические эпоксидные смолы, модифицированные акрилатом, смолы на основе капролактона, такие как SR® 495 (=капролактон, модифицированный акрилатом, от Sartomer), Tone® 0201, Tone® 0301, Tone® 0305, Tone® 0310, (все капролактоновые триолы, от Union Carbide), алифатический уретано-дивиниловый простой эфир, ароматический олигомер винилового эфира, бис-малеимид, диглицидиловый эфир бисфенола A или других гликолей, акриловый мономер с гидроксильными группами, эпоксидная смола с гидроксильными группами, эпоксидированное льняное масло, эпоксидированный полибутадиен, глицидиловый эфир или частично модифицированная акрилатом эпоксидная смола на основе бисфенола A или триметилолпропаноксетан (UVR® 6000, от Union Carbide).
Другими радиационно-отверждаемыми соединениями, которые подходят для применения в термоплавкой композиции в способе согласно настоящему изобретению, являются, например, соединения, содержащие простой виниловый эфир, смолы ненасыщенных сложных полиэфиров, модифицированные акрилатом полиэфирполиолы, эпоксидированные масла, модифицированные (мет)акрилатом, разветвленные сложные полиэфиры, модифицированные (мет)акрилатом, акрилаты, модифицированные кремнием, соединения с малеимидными функциональными группами, ненасыщенные имидные смолы, соединения, подходящие для применения в фотоиндуцированном катионном отверждении, или их смеси.
В радиационно-отверждаемой покрывной композиции могут также применяться радиационно-отверждаемая смесь (a) смолы(смол) с фотоиндуцированным радикальным отверждением и (b) смолы(смол) с фотоиндуцированным катионным отверждением. Такие системы иногда называются гибридными системами, они могут содержать, например, акриловые олигомеры (как смолы с фотоиндуцированным радикальным отверждением), простые виниловые эфиры (как смолы с фотоиндуцированным катионным отверждением) и радикальные и катионные фотоинициаторы. В принципе, в таких гибридных системах могут использоваться все возможные комбинации смол с фотоиндуцированным радикальным и смол с фотоиндуцированным катионным отверждением.
Также в термоплавкую композицию могут быть введены и нерадиационно-отверждаемые полимеры. Эти полимеры могут применяться для изменения вязкости, липкости, адгезии или пленкообразующих свойств термоплавкого состава и/или для изменения общих свойств пленки отвержденного покрытия, таких как стойкость к травлению, гибкость или адгезия. Примерами являются ацетат-бутират целлюлозы (различные сорта, от Eastman), материалы Laropal (от BASF), материалы Paraloid (от Rohm и Haas) и материалы Ucar (от Union Carbide). Обычно термоплавкая покрывная композиция, используемая в способе согласно настоящему изобретению, содержит от 0 до 50 мас.% нерадиационно-отверждаемых полимеров, предпочтительно от 0 до 35 мас.%, наиболее предпочтительно от 10 до 20 мас.% нерадиационно-отверждаемых полимеров.
Далее, композиция может содержать фотоинициатор или смесь фотоинициаторов. Примерами подходящих фотоинициаторов, которые могут применяться в радиационно-отверждаемой композиции согласно настоящему изобретению, являются бензоин, простые эфиры бензоина, бензилкетали, α,α-диалкоксиацетофеноны, α-гидроксиалкилфеноны, α-аминоалкилфеноны, ацилфосфиноксиды, бензофенон, тиоксантоны, 1,2-дикетоны и их смеси. Можно также использовать сополимеризуемые бимолекулярные фотоинициаторы или соединения с малеимидными функциональными группами. Также в радиационно-отверждаемой покрывной композиции могут присутствовать соинициаторы, такие как соинициаторы на основе аминов. Примерами подходящих фотоинициаторов, имеющихся в продаже, являются Esacure® KIP 100F и Esacure® KIP 150 (оба от Lamberti), Genocure® BDK, Genocure® CQ, Genocure® CQ SE, Genocure® EHA, Velsicure® BTF, Quantacure® BMS, Quantacure® EPD (все от Rahn), Speedcure® EDB, Speedcure® ITX, Speedcure® BKL, Speedcure® BMDS, Speedcure® PBZ, Speedcure® BEDB, Speedcure® DETX (все от Lambson), Cyracure® UVI-6990, Cyracure® UVI-6974, Cyracure® UVI-6976, Cyracure® UVI-6992 (все от Union Carbide), CGI-901, Irgacure® 184, Irgacure® 369, Irgacure® 500, Irgacure® 819, Darocur® 1000, Darocur® 1173 (все от Ciba Chemicals) и Lucirin® TPO (от BASF).
Однако присутствие фотоинициатора необязательно. Обычно, когда для отверждения композиции применяется облучение пучком электронов, нет необходимости добавлять фотоинициатор. Когда используется УФ-излучение, фотоинициатор обычно добавляют.
Хотя общее количество фотоинициатора в композиции не критично, оно должно быть достаточным для достижения приемлемого отверждения покрытия при облучении. Однако это количество не должно быть настолько большим, чтобы отрицательно влиять на свойства отвержденной композиции. Обычно композиция должна содержать от 0 до 10 мас.% фотоинициатора, в расчете на общую массу композиции. Как правило, по сравнению с количеством, необходимым, когда покрытие нанесено на основу и затем отверждается, в способе согласно настоящему изобретению может применяться меньшее количество фотоинициатора, чтобы получить приемлемое отверждение. Этот эффект, возможно, связан с тем, что пленка в верхней части покрытия препятствует инициированным радикалам захватываться кислородом воздуха.
Композиция может также содержать один или более наполнителей или добавок. Наполнители могут быть любыми наполнителями, известными в данной области, например сульфатом бария, сульфатом кальция, карбонатом кальция, кварцем или силикатами (такими как тальк, полевой шпат и каолин). Также могут быть добавлены такие добавки, как оксид алюминия, карбид кремния, например карборунд, керамические частицы, стеклянные частицы, стабилизаторы, антиоксиданты, агенты выравнивания, противоосаждающие вещества, антистатики, матирующие вещества, модификаторы реологических свойств, поверхностно-активные вещества, аминовые синергисты, воски или активаторы склеивания. Обычно термоплавкая покрывная композиция, использованная в способе согласно настоящему изобретению, содержит от 0 до 50 мас.% наполнителей и/или добавок, в расчете на полный вес покрывной композиции.
Радиационно-отверждаемая термоплавкая композиция, использованная в способе согласно настоящему изобретению, может также содержать один или более пигментов. В принципе, могут быть использованы все пигменты, известные специалисту в данной области. Однако нужно обращать внимание, чтобы пигмент не обнаруживал слишком сильного поглощения излучения, используемого для отверждения композиции. Обычно термоплавкая композиция содержит от 0 до 50 мас.% пигмента, предпочтительно 10-30 мас.% пигмента, в расчете на полный вес покрывной композиции.
Благодаря пленке в верхней части покрытия, которая снижает захват инициированных радикалов кислородом воздуха, приемлемое отверждение пигментированного покрытия может быть достигнуто, даже когда покрытие содержит относительно большое количество пигментов.
Помимо соединений, указанных выше, радиационно-отверждаемая термоплавкая композиция, использованная в способе согласно настоящему изобретению, может также содержать летучие органические соединения или реакционно-способные разбавители, например, чтобы понизить вязкость композиции. Однако количество таких соединений должно быть как можно меньше. Композиция может также содержать до 5 мас.% воды, в расчете на полный вес покрывной композиции.
Количество летучих органических соединений в термоплавкой композиции обычно ниже 450 г/л и может, например, быть от 0 до 40 мас.%. Предпочтительно термоплавкая композиция содержит менее 15%, более предпочтительно менее 10%, наиболее предпочтительно менее 5% летучих органических соединений в расчете на общую массу покрывной композиции. Очень предпочтительна термоплавкая композиция, которая не содержит летучих органических соединений.
Термоплавкая композиция может содержать реакционно-способные разбавители, например, в количестве 0-50 мас.%, обычно 5-30 мас.%, в расчете на общую массу покрывной композиции. Предпочтительно термоплавкая композиция содержит менее 15%, более предпочтительно менее 10%, наиболее предпочтительно используется менее 5% реакционно-способного разбавителя. Наиболее предпочтительна термоплавкая покрывная композиция, не содержащая реакционно-способных разбавителей.
Способ приготовления радиационно-отверждаемой термоплавкой композиции не критичен. Компоненты обычно можно добавлять в произвольной последовательности. Обычно компоненты смешивают до получения однородной смеси. Смешивание может быть проведено на воздухе. Следует обратить внимание, чтобы при смешивании компонентов температура не становилась настолько высокой, чтобы вызвать разложение какого-либо из компонентов. Само собой разумеется, смешивание должно быть проведено в отсутствие какого-либо излучения, которое может инициировать отверждение покрытия.
Для нанесения термоплавкого покрытия может быть использовано любое оборудование, известное специалисту в данной области, например роликовое устройство, краскопульт или устройство для нанесения покрытий поливом. Для нанесения этих композиций могут быть использованы также способы контактной и бесконтактной печати, а также метод получения покрытий осаждением.
До или во время нанесения термоплавкого покрытия на основу и/или на пленку покрытие нагревают до температуры нанесения. Для нагрева и нанесения покрытия может быть использовано оборудование, известное специалисту в данной области, например обогреваемые ролики, обогреваемый краскопульт или обогреваемое устройство для нанесения покрытий поливом. Можно также нагревать композицию в резервуаре-хранилище или контейнере и/или нагревать композицию в шланге, который подает ее на аппарат нанесения, и/или в самом аппарате нанесения. Следует избегать образования локального перегрева, используя подходящее перемешивание. Нагревание может проводиться с применением прямого или непрямого нагрева, например с использованием инфракрасного излучения.
После того, как термоплавкая покрывная композиция нанесена на основу и/или пленку, ее при желании охлаждают и/или сушат естественным путем либо принудительно. Этот способ также может применяться для приготовления пленки с предварительным покрытием.
Затем основу и пленку сжимают таким образом, чтобы покрытие образовывало слой между ними. Альтернативно, весь способ начинается со сжатия предварительно покрытой пленки и основы так, чтобы покрытие образовывало слой между ними. Поверхность покрытия, лежащего между основой и пленкой, может соответствовать поверхностной структуре на стороне пленки, обращенной к слою покрытия. Можно также нанести тиснение на гибкую пленку, чтобы придать покрытию рисунок. На следующем этапе покрытие, находящееся между основой и пленкой, отверждают облучением через пленку с последующим удалением пленки с основы, имеющей покрытие.
Одно преимущество термоплавкой композиции состоит в том, что она может быть составлена таким образом, чтобы практически не выделять летучих соединений при сушке или отверждении. В этом случае стадия сушки может быть пропущена. Следовательно, термоплавкие композиции согласно настоящему изобретению очень подходят также для применения в способе, который осуществляется с высокой скоростью.
В одном способе исполнения термоплавкое покрытие наносится при повышенной температуре и сохраняется теплым, чтобы обеспечить текучесть покрывной композиции. Дополнительно или альтернативно покрывная композиция может поддерживаться при повышенной температуре для обеспечения перенесения поверхностной структуры пленки на покрытие.
В другом способе исполнения термоплавкая покрывная композиция может охлаждаться после нанесения, или покрытие, лежащее между основой и пленкой, может охлаждаться. На следующем этапе пленку и/или основу нагревают, чтобы размягчить покрытие, пока оно не станет снова текучим. Таким путем покрытие может выравниваться. Предпочтительно, чтобы заставить размягченное покрытие течь, прикладывается давление.
Поскольку такая стадия повторной текучести осуществима, нанесение покрытия на пленку и/или основу некритично. Например, термоплавкая композиция может быть нанесена на основу таким образом, что полученный слой покрытия имеет грубую поверхность. Затем пленка может быть помещена на верхнюю часть покрытия с последующим сжатием вместе основы и пленки, используя обычные средства горячего прессования, такие как пара нагретых каландров. При применении этого способа слой покрытия будет снова течь, и будет получена более однородная толщина покрытия.
Если термоплавкая композиция нанесена на основу в способе переноса пленки, можно покрывать две противоположные стороны основы одновременно. Две пленки покрывают, возможно, сушат и затем прижимают к двум сторонам основы. После отверждения двух слоев покрытия облучением через обе пленки пленки удаляют с основы с двойным покрытием.
Если термоплавкая композиция нанесена на одну сторону основы в литьевом способе, можно одновременно покрыть противоположную сторону основы с помощью способа переноса пленки.
Предпочтительно пленка, используемая в способе переноса пленки, гибкая. Гибкая пленка может представлять собой непрерывную и бесшовную ленту или рулон пленки, которые могут быть отработанными и восстановленными. В способе с бесконечной лентой или в способе с рулоном часть пленки покрывают и покрытию дают время возвратиться в его твердую форму, используя средства охлаждения, такие как остывший воздух или, если необходимо, остывший ролик. Альтернативно, могут быть использованы лента или рулон пленки с предварительным покрытием, т.е. пленка, предварительно покрытая в независимом процессе. Однако неотвержденная термоплавкая композиция, используемая для приготовления такой предварительно покрытой ленты или рулона пленки, в холодном состоянии предпочтительно нелипкая. Обычно это не достигается.
Затем пленка с покрытием помещается на основу. Например, пленку с покрытием можно пропускать через горячий каландр, где она контактирует с основой, на которую наносится покрытие. Поглощенное тепло заставляет покрытие размягчаться. Затем слоистую основу подвергают облучению, например, УФ или пучком электронов, чтобы отвердить покрытие. Затем пленку отслаивают с основы с покрытием. Далее, на пленку снова наносят покрытие в процессе с непрерывной лентой или пленку перематывают и отправляют на повторное покрытие (в рулонном процессе). Альтернативно, пленка остается на месте на основе с покрытием в качестве технологической защиты до того, как ее удаление будет удобным или необходимым.
В этих способах переноса пленки основа может находиться в виде отдельных листов или пластин. Альтернативно, основа может также быть гибкой пленкой. В этом случае основа может быть размотана до поступления на способ переноса пленки и снова намотана в рулон после нанесения.
Предпочтительно пленка, используемая в литьевом способе, гибкая. Гибкая пленка может быть рулоном пленки, которая может быть отработана и восстановлена. Например, пленка может быть перемотана с бобины на основу с покрытием. После отверждения покрытия пленка удаляется с основы с покрытием и может затем снова быть намотана на бобину. Затем процесс может быть повторен с использованием перемотанной пленки.
В таком литьевом способе основа может находиться в виде отдельных листов или пластин. Альтернативно, сама основа может быть гибкой пленкой, которая может быть размотана до подачи на процесс литья и снова намотана после нанесения на нее покрытия.
Используя способ согласно настоящему изобретению, можно нанести одно или более слоев покрытия термоплавкой композиции на основу. Этот способ особенно полезен для нанесения верхнего покрова на основу, возможно, имеющую покрытие. В принципе, не существует ограничений на композицию(ии) для нанесения покрытия, которая(ые) может быть нанесена на основу, пока адгезия между покрытием на верхней части основы и (отвержденной) термоплавкой композицией хорошая. Тот же тип покрывных композиций может быть использован для необязательного слоя(ев) предварительного покрытия, что и для слоя верхнего покрова, хотя состав этого (этих) слоя(ев) покрытия и верхней покрывной композиции необязательно одинаков. Слой(и) предварительного покрытия может быть нанесен на основу обычными средствами, такими как устройство для нанесения покрытий поливом, распылительное сопло, роликовое устройство или устройство для нанесения покрытия методом струйного полива. Для нанесения этих композиций могут применяться также подходящие способы контактной и бесконтактной печати, а также метод покрытия осаждением.
Термоплавкая покрывная композиция, используемая в способе согласно настоящему изобретению, отверждается до получения покрытия, с одной стороны, с очень высоким сопротивлением износу, а с другой стороны, с очень высокой гибкостью. Композиция может применяться как грунтовка, наполнитель или верхний покров. Чтобы получить оптимальные свойства основы с покрытием в отношении сопротивления износу, стойкости к травлению, гибкости и адгезии, наносят один или более слоев покрытия, каждый в количестве от 3 до 50 г/м2.
Если основа является паркетным полом, оптимальные результаты достигаются, когда композиция нанесена в один или два слоя как грунтовка в количестве от 25 до 35 г/м2, и как верхний покров в количестве от 5 до 15 г/м2.
Если основа является мебельным шпоном, оптимальные результаты достигаются, когда композиция нанесена в один или два слоя как грунтовка в количестве от 25 до 35 г/м2, и как верхний покров в количестве от 5 до 20 г/м2.
Если основа является половым покрытием из ПВХ, оптимальные результаты обнаруживаются, когда композиция нанесена одним слоем плотностью от 5 до 50 г/м2, предпочтительно от 15 до 25 г/м2. Для полов из ПВХ можно также добавлять дополнительный слой.
Изобретение будет разъяснено со ссылкой на следующие примеры. Они предназначены для того, чтобы проиллюстрировать изобретение, но ни в коей мере не должны считаться ограничивающими его рамки.
ПРИМЕРЫ
Было приготовлено несколько термоплавких композиций согласно следующим рецептурам, в которых проценты являются массовыми процентами от общей массы композиции.
Было приготовлено несколько композиций, имеющих состав с 1 по 7, имеющих вязкость 800-3000 мПа·с при 70°C.
Эти термоплавкие композиции наносились на основы литьевым способом или способом переноса пленки. Композиции наносились на основу и/или на пленку при температуре от 60 до 80°C. Каждую покрывную композицию, расположенную как прослойка между основой и пленкой, отверждали через пропускающую излучение пленку, применяя УФ-излучения.
Для облучения основ, покрытых композициями, имеющими состав с 1 по 5, применялись ртутные лампы среднего давления 120 Вт/см.
УФ-лампы малой энергии, испускающие излучение с длиной волны от 300 до 500 нм и имеющие максимум УФ-спектра излучения около 350 нм, применялись для облучения основ, покрытых композициями, имеющими состав 6 и 7.
После удаления пленки проверялись свойства отвержденных слоев покрытия на верхней части основ. Результаты тестов для образцов, приготовленных с использованием композиций, имеющих состав от 1 до 7, сведены в Таблицу.
Оказалось возможным подбирать гибкость покрытий так, чтобы она соответствовала гибкости основы.
Композиции, имеющие состав 1, оказались особенно подходящими для применения для покрытия многих основ, таких как бумага, мебельная пленка, полы и мебель.
Композиции, имеющие составы 2, 3 и 4, оказались особенно подходящими для покрытия бумажных основ. Композиции, имеющие состав 3, оказались менее липкими при охлаждении, чем композиции, имеющие состав 2, что лучше для реализации способа.
Композиции, имеющие состав 5, оказались особенно подходящими для использования для гибких покрытий полов.
Композиции, имеющие состав 6, оказались особенно подходящими для применения для бумаги, мебели, мебельных пленок, полов (деревянных и полимерных).
Композиции, имеющие состав 7, оказались особенно подходящими для применения для мебели, мебельных пленок, полов (деревянных и полимерных).
Настоящее изобретение относится к покрывной композиции, которая подходит для применения с широким кругом пленок и основ и может быть применена для стекла, керамики, такой как керамическая плитка, и металлов, таких как листовой металл, металлические тросы и листовой металл с защитным покрытием, а также на термочувствительных пленках и основах. Задачей изобретения является обеспечение возможности получения покрывных композиций без летучих органических соединений или только с низким уровнем летучих органических соединений. Для этого в способе для нанесения покрытий на основу на первом этапе радиационно-отверждаемую покрывную композицию наносят на основу и/или пропускающую излучение пленку. На следующем этапе основу и пленку сжимают вместе таким образом, что покрывная композиция является прослойкой между ними. После этого покрывную композицию отверждают облучением через пленку для получения основы с покрытием. Затем прозрачную пленку удаляют с основы с покрытием. Покрывная композиция, которая нанесена на пленку и/или основу, является термоплавкой композицией, содержащей от 20 до 100 мас.% радиационно-отверждаемой смолы или смеси радиационно-отверждаемых смол, имеющей вязкость в интервале от 15 до 10000 мПа·с в области температур от 40 до 150°С. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности получения отвержденного покрытия длительного срока службы с улучшенными механическими свойствами. 2 н. и 9.з.п. ф-лы, 1 табл.
a) от 20 до 100 мас.% радиационно-отверждаемой смолы или смеси радиационно-отверждаемых смол, имеющих вязкость в интервале от 15 до 10000 мПа·с в области температур от 40 до 150°С,
b) от 0 до 50 мас.% полимера, не отверждаемого радиационно,
c) от 0 до 10 мас.% фотоинициатора,
d) от 0 до 50 мас.% наполнителей и/или добавок,
e) от 0 до 450 г/л летучих органических соединений,
f) от 0 до 50 мас.% реакционно-способных растворителей, и
g) от 0 до 50 мас.% пигмента,
в которой полное количество компонентов от а) до g) равно 100 мас.%.
| WO 8001472 А, 24.07.1980 | |||
| WO 9015673 А, 27.12.1990 | |||
| WO 9429398 А, 22.12.1994 | |||
| РАДИАЦИОННО ОТВЕРЖДАЕМЫЙ ЛАТЕКСНЫЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ПОЛИМЕР, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И КОМПОЗИЦИЯ ПОКРЫТИЯ | 1993 |
|
RU2126428C1 |
| US 4107391 A, 15.08.1978 | |||
| US 5773126 A, 30.06.1998 | |||
| US 4338137 A, 14.06.1983 | |||
| US 4113894 A, 12.09.1978 | |||
| DE 4421559 A, 21.12.1990 | |||
| DE 19706619 A, 07.05.1998. | |||
