ВЫПОЛНЕННЫЕ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ЛАКИРОВКИ И ЛАКИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ СО СТРУКТУРИРОВАННЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ Российский патент 2023 года по МПК C08J7/12 E04F13/00 E04F15/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к материалам со структурированными поверхностями из содержащих аминогруппы пластиков, особенно пригодным для последующей лакировки, к структурированным поверхностям из содержащих аминогруппы пластиков, покрытых лаком, к способу для их изготовления, а также к применению винильной функционализации при лакировке структурированных поверхностей из содержащих аминогруппы пластиков.

Уровень техники

При использовании материалов в производстве мебели или для отделки полов, стен или потолков зачастую желательно формировать их поверхности таким образом, чтобы они имели не только соответствующий внешний вид, но и тактильно имитировали натуральные материалы, являющиеся их прообразом, такие как древесина, керамика или камень. Для этой цели из уровня техники известно о возможности создания соответствующих структурированных декоров на панелях материала.

При изготовлении напольного ламината для этого, к примеру, как правило, поступают следующим образом: сначала формируется пропитанная декоративная бумага (так называемый пропитанный слой), за счет того, что желаемый декор (текстуры древесины, керамики, мозаики, керамической плитки и т.д.) наносится печатью на бумажное полотно и оно затем пропитывается аминопластовой смолой. Полученный таким образом пропитанный слой может быть скручен в рулон или сложен в листах и складирован. На второй стадии несущая плита (к примеру, МДФ-, ХДФ-, ДСП-плита или т.п.) покрывается пропитанным слоем. Для этого пропитанный слой, а, в случае необходимости, и другие дополнительные пропитанные аминопластовой смолой нижележащие и вышележащие листы бумаги укладываются на несущую плиту, и затем в прессе под воздействием температуры спрессовываются с плитой на основе древесины. Под действием давления и температуры смола плавится, вследствие чего образуется однородный пленочный слой и одновременно бумага склеивается с подложкой на основе древесины. Верхняя прессующая пластина пресса может быть снабжена матрицей в виде рельефа, который выгодным образом соответствует декору. Тогда при прессовании посредством соответствующих оттисков прессующей пластины на поверхности из аминопластовой смолы образуются углубления, которые имитируют, к примеру, поверхность деревянной плиты, шершавость натурального каменного пола или швы уложенной керамической плитки или мозаичных камней, чтобы сформировать на плите из материала на основе древесины максимально приближенную к натуральной поверхность. Поверхность слоя из аминопластовой смолы образует при этом структуру-негатив использованных прессующих пластин.

Аналогичным образом при изготовлении могут быть структурированы и другие поверхности материала из содержащего аминогруппы пластика. Так аминопластовые смолы могут быть нанесены также в форме порошка и спрессовываться с несущими плитами, или же может осуществляться отдельное покрытие несущей плиты аминопластовой смолой или другим содержащим аминогруппы пластиком. Материалы, которые уже состоят из содержащих аминогруппы пластиков, или содержат их в качестве связующих (как большая часть древесно-стружечных плит и древесно-волокнистых плит), могут быть также снабжены структурированной поверхностью. Наряду с тиснением посредством структурированных прессующих пластин декоративные структуры могут быть получены также методами каширования, каландрования, травления, лазерной обработки или трехмерной печати.

Однако недостатком предшествующего уровня техники до настоящего времени являлась плохая пригодность для покрытия лаком снабженных декоративными структурами поверхностей из содержащих аминогруппы пластиков. Обычные радиационно-отверждаемые лаки плохо адгезируют на поверхностях содержащих аминогруппы пластиков. Исходя из этого, необходимо наносить слои праймера или грунтовки в качестве промотирующих адгезию слоев, прежде чем можно будет осуществить фактическую лакировку поверхности пластика радиационно-отверждаемыми лаками. Для особенно плохо подвергаемых лакированию поверхностей из меламиновой смолы были разработаны, к примеру, специальные слои праймера или же термоплавкий адгезив, которые наносятся непосредственно на поверхности из аминопластовой смолы и затем могут служить в качестве основы для одного или более дополнительных слоев лака. Однако, вследствие такого многослойного в обязательном порядке и, тем самым, толстого слоя лака, расположенная под ним структура поверхности нивелируется при лакировании (см. фиг. 5b).

Было бы, однако, желательно иметь возможность лакировать структурированные поверхности с сохранением структуры. Благодаря этому, возможно было бы объединить поясненные выше оптические и декоративные эффекты структурированных поверхностей с эффектами лакировки. Именно для поверхностей пластиков, содержащих аминогруппы, и, в частности, поверхностей из аминопластовой смолы, зачастую потребовалась бы поверхностная лакировка для придания желаемых свойств поверхности.

Правда, содержащие аминогруппы пластики, в целом, и аминопластовые смолы, в особенности, обладают хорошей твердостью, устойчивостью к химическому воздействию, а также термостойкостью и огнеупорной стойкостью. Однако имеются также недостатки в характеристиках поверхности.

Недостатком, в частности на поверхностях из аминопластовой смолы, является высокая степень блеска, которая особенно мешает, если целью ставится имитация натуральных поверхностей, поскольку они обычно имеют гораздо более матовый внешний вид. Многие потребители воспринимают матовую поверхность, в отличие от навязчивой высоко глянцевой поверхности, как место отдыха для глаз. Кроме того, предпочтительным является то, что за счет матовых поверхностей в большей степени визуально компенсируются неровности подложки, по сравнению с глянцевыми поверхностями. Высокая степень блеска приводит наряду с этим к тому, что поверхности из аминопластовой смолы визуально очень предрасположены к загрязнениям органического характера, таким, к примеру, как остатки пищи, жиры и, прежде всего, отпечатки пальцев. Такие загрязнения очень легко обнаруживаются на высоко глянцевых поверхностях из пластика и оказывают негативное влияние на декоративный эффект или приводят к тому, что поверхность воспринимается как грязная и не гигиеничная.

Для регулировки степени блеска и, в частности, для предотвращения загрязнений отпечатками пальцев, поверхности из аминопластовой смолы частично подвергаются поверхностной лакировке. Для этого в распоряжении имеются также специально разработанные так называемые «покрытия для защиты от отпечатков пальцев». Однако, также помимо эффекта защиты от отпечатков пальцев, по вышеуказанным причинам часто является целесообразным покрытие поверхностей из аминопластовой смолы матовым лаком. Деревообрабатывающая и мебельная промышленность является одним из крупнейших потребителей тускло-матовых, матовых или шелковисто-матовых УФ-лаков, которые были специально разработаны для этой отрасли промышленности. В качестве матирующего средства используются, к примеру, синтетические кремниевые кислоты. Однако для УФ-лаков также возможно добиться матового эффекта физическим способом, т.е. без добавления матирующих средств. Так, с помощью так называемого эксимерного УФ-отверждения возможно получить особо микроструктурированные и, таким образом, матовые поверхности (см., к примеру, Jorge und Kiene. Holzbeschichtung. FARBE UND LACK, 2019, S. 132-133).

Поверхности содержащих аминогруппы пластиков и, в частности, меламиновые поверхности, иногда воспринимаются потребителями как искусственные еще и потому, что они «холодные на ощупь». Это также может быть улучшено посредством структурирования поверхности или поверхностной лакировки.

Лакировка может быть использована также для того, чтобы выгодным образом отрегулировать механические и химические свойства поверхности. В частности, известно, что поверхности содержащих аминогруппы пластиков обладают сравнительно низкой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, атмосферным воздействиям и микроцарапинам. По этой же причине поверхности из аминопластовой смолы на практике зачастую покрывают более стойкими к УФ-отверждаемыми композициями лака. Из практики лакировки паркета известны, к примеру, УФ-отверждаемые покрывные лаки с очень высокой степенью твердости лака и устойчивостью к царапинам. В случае поверхностей из аминопластовой смолы особенно важно повысить, в частности, устойчивость к микроцарапинам.

К сожалению, в предшествующем уровне техники до настоящего времени было невозможно простым и экономичным способом сочетать визуальные и декоративные преимущества структурированных поверхностей из содержащих аминогруппы пластиков с преимуществами лакирования с помощью радиационно-отверждаемых лаков.

Раскрытие изобретения

Задачей предложенного на рассмотрение изобретения являлась, поэтому, задача получения структурированных лакированных поверхностей на подложках из содержащих аминогруппы пластиков простым и экономичным способом.

Эта задача решается в соответствии с изобретением посредством выполненного с возможностью лакировки материала по п. 1 формулы изобретения, лакированного материала по п. 12 формулы изобретения, способов их изготовления по пп. 18 и 19 формулы изобретения, а также применения по п. 20 формулы изобретения. Частные варианты осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения и поясняются далее, как и общая идея изобретения, более детально.

Изобретение предлагает материал со структурированной поверхностью из содержащего аминогруппы пластика, у которого по меньшей мере часть аминогрупп на структурированной поверхности содержащего аминогруппы пластика ковалентно функционализирована винильными группами путем прививки функционализирующего реагента. За счет такой функционализации поверхности можно отказаться от слоя праймера или грунтовки. Структурированная поверхность в соответствии с изобретением может быть непосредственно лакирована. На основании этого данный первый объект изобретения обозначается в этом случае также как «выполненный с возможностью лакировки материал».

Выполненный с возможностью лакировки материал в соответствии с изобретением может быть изготовлен способом, также предложенным настоящим изобретением, который включает в себя следующие стадии:

a) обеспечение материала со структурированной поверхностью из содержащего аминогруппы пластика,

b) ковалентная функционализация структурированной поверхности винильными группами посредством:

(i) приведения в контакт структурированной поверхности с функционализирующим реагентом, который содержит по меньшей мере одну винильную группу и еще по меньшей мере одну группу, реакционноспособную по отношению к аминогруппам содержащего аминогруппы пластика, и

(ii) осуществление химической реакции для формирования ковалентной связи между второй реакционноспособной группой функционализирующего реагента и аминогруппой на структурированной поверхности содержащего аминогруппы пластика, вследствие чего получается ковалентно модифицированная винильными группами структурированная поверхность.

Преимуществом предложенного изобретением выполненного с возможностью лакировки материала является то, что он при отказе от слоя праймера или грунтовки может быть покрыт, соответственно, более тонким слоем лака, благодаря чему после лакировки уже изначально существующая в подложке структура остается неизменной. Впервые структурированные таким образом лакированные поверхности на содержащих аминогруппы пластиках могут быть изготовлены особо простым и экономичным способом.

В соответствии с этим, изобретение предлагает также лакированный материал со структурированной лакированной поверхностью, который может быть получен посредством лакировки выполненного с возможностью лакировки материала в соответствии с изобретением. Способ изготовления лакированного материала в соответствии с изобретением включает в себя следующие стадии:

а) обеспечение выполненного с возможностью лакировки материала в соответствии с изобретением,

b) нанесение слоя радиационно-отверждаемого лака на модифицированную винильными группами структурированную пластиковую поверхность выполненного с возможностью лакировки материала,

с) радиационное отверждение лакового слоя.

Изобретение поэтому также включает в себя, в частности, применение винильной функционализации в качестве замены для слоя праймера или грунтовки при лакировании структурированных поверхностей из содержащего аминогруппы пластика. Благодаря этому, может быть достигнуто значительное уменьшение толщины лакового слоя, вследствие чего впервые становиться возможно лакировать структурированные подложки с сохранением структуры поверхности.

Осуществление изобретения

Содержащий аминогруппы пластик

Когда в настоящем документе речь идет о «содержащем аминогруппы пластике», то подразумевается, тем самым, любой пластик, который имеет первичные и/или вторичные аминогруппы в молекулярной структуре. Пластик в соответствии с его обычным значением следует понимать как полимерный материал. Если в настоящем документе не указано иное, то «пластик» или «смола» всегда обозначают твердый, отвержденный продукт конденсации. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления содержащий аминогруппы пластик имеет первичные аминогруппы. Они могут быть расположены, в частности, на концах молекулы полимера. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления содержащий аминогруппы пластик имеет вторичные аминогруппы. С ними функционализация в соответствии с изобретением неожиданно также работает очень хорошо. В варианте осуществления функционализация осуществляется посредством вторичных аминогрупп содержащего аминогруппы пластика. Виды содержащих аминогруппы пластиков хорошо известны специалистам в данной области. Они могут быть выбраны, к примеру, из группы, состоящей из аминопластовых смол, аминополисилоксанов, поливиниламинов, полиалкилениминов, модифицированных амином эпоксидных смол и полиуретанов с концевыми аминогруппами.

В соответствии с особо предпочтительным вариантом осуществления содержащий аминогруппы пластик представляет собой аминопластовую смолу, в частности, меламиноформальдегидную смолу. Аминопластовые смолы - это очень универсальные полимерные материалы, которые используются в самых разных композициях и формах. Для повышения устойчивости поверхности слоистых материалов, ламинатов и/или древесных материалов известно о возможности покрытия их поверхности слоем аминопластовой смолы (на практике обычно меламиноформальдегидной смолы), к примеру, в форме так называемой жидкой покрывной пленки или пропитанной покрывной бумаги (так называемый «оверлей»). На практике аминопластовые смолы зачастую также используются в качестве пропитывающих смол или связующих для расположенных ниже слоев. Специалистам, работающим в деревообрабатывающей промышленности, аминопластовые смолы, наряду со средствами насыщения, пропитки и/или покрытия поверхностей хорошо известны, прежде всего, в качестве клеев, к примеру, для производства древесностружечных или древесноволокнистых плит.И здесь также встречаются поверхности из содержащих аминогруппы пластиков. Однако аминопластовые смолы также могут быть нанесены на материалы несущих плит в форме порошка и могут спрессовываться с ними. Все эти известные специалистам варианты применения аминопластовых смол приводят к получению материалов с поверхностями из содержащего аминогруппы пластика в соответствии с пониманием настоящего изобретения.

Аминопластовые смолы и аминопластики описываются в «Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie», 4-ое издание, 1974, в главе «Aminoplaste» в томе 7 или в «Holzwerkstoffe und Leime» von Dunky und Niemz, 1-е издание, 2002, в томе 1, глава 1. Под термином «аминопластики» понимаются в целом продукты конденсации, которые получены путем реакции карбонильного соединения, на практике зачастую формальдегида, с содержащим амино-, имино- или амидные группы компонентом.

В соответствии с изобретением важнейшими представителями аминопластовых смол являются меламиноформальдегидные смолы. Сюда относятся все аминопластовые смолы, образованные по меньшей мере из меламина и формальдегида, то есть, к примеру, также меламино-мочевино-формальдегидные смолы. Последние представляют собой аминопластовые смолы, которые образованы по меньшей мере из меламина, мочевины и формальдегида. Меламиноформальдегидные смолы, помимо меламина и формальдегида, могут содержать также и другие компоненты, в частности, другие содержащие карбонил и амино-, имино- или амидные группы компоненты, а также добавки и/или растворители. Меламиноформальдегидные смолы, которые обозначаются специалистами также как просто меламиновая смола или меламиновые поверхности, получили широкое распространение, в частности, в производстве мебели и материалов для внутренней отделки в качестве отделочных поверхностей. Именно здесь существует большая потребность как в структурированных, так и в лакированных поверхностях, как описано выше. Именно в случае содержащих меламин поверхностей из аминопластовых смол, поясненная выше проблема нежелательного блеска и связанного с этим неестественного внешнего вида и ощущения, приобретает особую остроту.

Поливиниламины получаются при помощи полимераналогичных реакций, таких как гидролиз поли-N-виниламидов, таких как поли-N-винилформамида или поли-N-винилацетамида, или поли-N-винилимидов, таких как поли-N-винилсукцинимида, которые легко доступны посредством полимеризации соответствующих мономеров или получены посредством реакции расщепления по Гофману из полиакриламида.

Под полиалкилениминами понимаются полимеры с содержащей N-атом основной цепью, связанной алкиленовыми группами, которая может нести алкиленовые группы на отличных от N атомах. Полиалкиленимин предпочтительно имеет функциональные первичные аминогруппы и предпочтительно как вторичные, так и третичные функциональные аминогруппы во внутренней части; в случае необходимости он также может иметь лишь вторичные функциональные аминогруппы во внутренней части, так что в результате имеет место полимер не с разветвленной цепью, а с линейной структурой. Соотношение первичных и вторичных аминогрупп в полиалкиленимине предпочтительно находится в диапазоне от 1:0,5 до 1:1,5, в частности, в диапазоне от 1:0,7 до 1:1. Соотношение первичных и третичных аминогрупп в полиалкиленимине предпочтительно находится в диапазоне от 1:0,2 до 1:1, в частности, в диапазоне от 1:0,5 до 1:0,8.

Аминоэпоксидные смолы получаются путем реакции эпоксидных смол с полиаминами в качестве отвердителей, причем условия реакции выбираются таким образом, чтобы концевые аминогруппы оставались в смоле после реакции. Эпоксидные смолы являются синтетическими смолами, которые содержат эпоксидные группы. Это отверждаемые смолы (реакционноспособные смолы), которые посредством отвердителя и, в случае необходимости, других добавок, могут быть превращены в термореактивный пластик. Эпоксидные смолы представляют собой простые полиэфиры, как правило с двумя концевыми эпоксидными группами. Отвердители являются реагентами и вместе со смолой образуют макромолекулярный пластик. Упоминаемые в настоящем документе аминоэпоксидные смолы представляют собой такой макромолекулярный пластик, который был получен в результате реакции эпоксидных смол с полиаминами в качестве отвердителя. При этом условия реакции выбраны таким образом, чтобы концевые аминогруппы остались в смоле после реакции.

Полиуретаны с концевыми аминогруппами могут быть получены путем реакции полиуретана с остаточными NCO группами в полиуретане с диаминами.

Материал

Используемый здесь термин «материал» включает в себя любое формованное тело, которое может быть подвергнуто лакированию. Речь при этом может идти, к примеру, о мебельном конструктивном элементе или о конструктивном элементе, который подходит для облицовки полов, стен или потолков. Как пояснялось выше, именно в этих случаях зачастую желательно снабжать их поверхности структурированием, так чтобы они имели не только внешний вид, но и ощущение натуральных образцов, таких как древесина, керамика или камень. Для этого в уровне техники известно о создании соответствующим образом структурированного декора на материалах, используемых для изготовления мебели или конструктивных элементов.

В предпочтительном варианте осуществления выполненный с возможностью лакировки или лакированный материал в соответствии с изобретением представляет собой плиту из материала на основе древесины; покрытую содержащим аминогруппы пластиком несущую плиту; пропитанную или снабженную покрытием бумагу, или ламинат, содержащий один или более пропитанных или снабженных покрытием слоев бумаги, в частности, ламинат низкого (прямого) давления (DPL), ламинат высокого давления (HPL) или ламинат непрерывного давления (CPL), компактную плиту или другой слоистый материал.

Выполненный с возможностью лакировки или лакированный материал в соответствии с изобретением представляет собой листообразный или плитообразный материал. Однако возможны и другие геометрические формы, в частности, материал также может представлять собой более сложную трехмерную формованную деталь. Материал, в частности, если он имеет форму листа или плиты, предпочтительно подходит для изготовления мебельных поверхностей или для облицовки полов, стен или потолков.

Листообразные или плитообразные материалы имеют преимущество в том, что они обладают в значительной степени плоской поверхностью. Она может быть относительно простым способом и с высокой производительностью снабжена структурированием, к примеру, за счет использования структурированных прессующих металлических пластин в процессе изготовления или за счет последующего каширования, каландрирования с помощью придающего структуру вальцевания, травления, лазерной обработки или трехмерной печати. Функционализирующий реагент в соответствии с изобретением и последующая лакировка также могут особенно равномерно и тщательно наноситься на листообразные или плитообразные материалы, к примеру, посредством прокатки, распыления, разбрызгивания, заливки, погружения, обливания, нанесения ножевым устройством и/или кистью.

Листообразный материал может быть свернут в рулон или уложен в виде листов. Листообразный материал может быть, в частности, пропитанным материалом или слоистым материалом.

В предпочтительном варианте осуществления материал в соответствии с изобретением понимается пропитанная содержащим аминогруппы пластиком (в частности, аминопластовой смолой) и/или снабженная покрытием бумага. Специалист называет это также как «пропитанный материал» («импрегнат»). В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления материал в соответствии с изобретением представляет собой ламинат, который содержит несколько пропитанных содержащим аминогруппы пластиком (в частности, аминопластовой смолой) и/или снабженных покрытием слоев бумаги, или ламинат, содержащий один или более таких слоев бумаги и несущий материал. Ламинаты из нескольких пропитанных и/или снабженных покрытием слоев бумаги и, в случае необходимости, несущего материала, обозначаются как слоистые материалы. Как пропитанные материалы, так и ламинаты или слоистые материалы, находят широкое применение при изготовлении мебельных поверхностей или для облицовки полов, стен или потолков, в частности, для изготовления напольных панелей.

Используемый в настоящем документе термин ламинат обозначает продукт, который содержит по меньшей мере два слоя, соединенных друг с другом по большой площади поверхности. Эти слои могут быть образованы из одинаковых или разных материалов. Ламинаты в соответствии с изобретением имеют слоистую структуру, причем самый верхний слой имеет пропитанную аминопластовой смолой декоративную бумагу, покрывную бумагу («оверлей») или специально нанесенный слой аминопластовой смолы, к примеру, в форме так называемого жидкого покрывного слоя. Аминопластовая смола предпочтительно представляет собой меламиноформальдегидную смолу. Покрывная бумага и жидкий покрывной слой служат для защиты поверхности от внешних воздействий, таких как износ и царапины.

Ламинат предпочтительно получают посредством прессования под давлением и нагревания одного или боле слоев пропитанной содержащим аминогруппы пластиком (в частности, аминопластовой смолой) и/или снабженной покрытием бумаги, при необходимости с дополнительными пропитанными синтетической смолой слоями бумаги, и, в случае необходимости с несущей плитой. При этом предусмотренная в соответствии с изобретением структурированная поверхность из содержащего аминогруппы пластика предпочтительно достигается посредством того, что при изготовлении ламината структура наносится на поверхность из содержащего аминогруппы пластика путем штамповки с помощью структурированной прессующей пластины или каландрирования с помощью структурированного валика. Поверхность из содержащего аминогруппы пластика предпочтительно образована бумагой, расположенной на поверхности ламината, которая пропитана содержащим аминогруппы пластиком (в частности аминопластовой смолой) и/или снабжена покрытием из содержащего аминогруппы пластика (в частности аминопластовой смолы), или жидким покрывным слоем из содержащего аминогруппы пластика (в частности аминопластовой смолы).

Если материал представляет собой ламинат, то он может быть выполнен, в частности, в виде «ламината низкого (прямого) давления» (DPL), «ламината высокого давления» (HPL) или «ламината непрерывного давления» (CPL). DPL изготавливаются посредством прессования друг с другом под давлением и воздействием тепла одного или более слоев пропитанной синтетической смолой бумаги вместе с несущей плитой. HPL изготавливаются посредством прессования под давлением и под воздействием тепла в одноэтажном или многоэтажном прессе нескольких слоев пропитанной синтетической смолой бумаги. Речь идет, таким образом, об особом варианте осуществления слоистого материала. Затем HPL может быть наклеен на несущую плиту, каширован или спрессован с ней под давлением и воздействием тепла. CPL изготавливаются посредством прессования друг с другом под давлением и воздействием тепла в непрерывно работающем прессе, как правило, в двухленточном прессе, нескольких слоев пропитанной синтетической смолой бумаги. Под CPL также понимается, таким образом, особый вариант осуществления слоистого материала. Особой формой CPL является непрерывное прессование одного или более слоев пропитанной синтетической смолой бумаги с несущей плитой. Все упомянутые технологии используются для изготовления мебельных поверхностей или для изготовления конструктивных элементов для облицовки полов, стен или потолков, в частности, при производстве напольных покрытий из ламината. В качестве синтетических смол для пропитки внутренних слоев бумаги часто используются фенольные смолы. Однако по крайней мере на поверхности ламинатов или слоистых материалов имеется один или более пропитанных содержащим аминогруппы пластиком, в частности, меламиноформальдегидной смолой, листов бумаги, в частности, декоративной бумаги и покрывной бумаги. Под последней понимается прозрачная пропитанная меламиноформальдегидной смолой бумага, которая служит в качестве защитного слоя и может содержать дополнительные антиабразивные компоненты. Декоративная бумага - это специальная принтованная или окрашенная бумага, которая пропитана аминопластовой смолой и используется для декоративного покрытия материалов на основе древесины.

Материал в соответствии с изобретением может представлять собой компактную плиту. Под этим понимается прессованная плита из слоистого материала, которая изготавливается аналогично HPL посредством прессования друг с другом под давлением и воздействием тепла нескольких слоев пропитанной синтетической смолой бумаги. В то время как слоистые материалы HPL служат изначально в качестве материала покрытия и наносятся на материалы несущих плит, компактные плиты могут быть выполнены с обеих сторон и могут использоваться без материала несущей плиты. Компактные плиты в соответствии с DIN сокращенно обозначаются как DKS, что обозначает декоративный пластиковый слоистый материал. Они состоят, как правило, из нескольких слоев бумаги или ткани, которые пропитаны фенольной смолой в сердцевине и меламиноформальдегидной смолой на внешних слоях, а затем соединены вместе под воздействием тепла и давления.

Под плитой на основе древесного материала может пониматься стружечная плита, ориентировано-стружечная плита или волокнистая плита. Общим для них является то, что при их производстве лигноцеллюлозосодержащие частицы (стружки, пряди или волокна) проклеиваются связующим и затем прессуются в материал на основе древесины. OSB-плиты (от английского «ориентировано-стружечная плита» или «ориентировано-структурированная плита», «плита из выровненной стружки») являются плитами из грубой стружки, которые изготавливаются из длинных, тонких стружек («прядей»). Стружечные плиты, ориентировано-стружечные плиты или волокнистые плиты являются, по большей части, скрепленными аминопластиком плитами на основе древесного материала.

Для получения поверхности из содержащего аминогруппы пластика, плита на основе древесного материала либо изготовлена с содержащим аминогруппы пластиком в качестве связующего, либо затем покрыта содержащим аминогруппы пластиком, или пропитанным материалом, или ламинатом, или слоистым материалом, имеющим поверхность из содержащего аминогруппы пластика. Под содержащим аминогруппы пластиком понимается в предпочтительном варианте аминопластовая смола, в частности меламиноформальдегидная или меламино-мочевино-формальдегидная смола. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления материал представляет собой плиту на основе древесного материала, которая покрыта пропитанной аминопластовой смолой бумагой, которая после тиснения при прессовании в плиту материала представляет собой структурированную поверхность из аминопластовой смолы плиты на основе древесного материала. Это соответствует описанному выше варианту осуществления DPL.

Под материалом в соответствии с изобретением можно также понимать, в целом, покрытую содержащим аминогруппы пластиком несущую плиту.

Если здесь или в другом месте речь идет о «подложке», «несущем материале» или «несущей плите», то это может быть, в частности, плита из материала на основе древесины, плита из минерального материала, металлическая или пластиковая плита. Это относится также к описанным ранее вариантам осуществления DPL, HPL и CPL. При этом термины «древесина», «минеральный», «металл» и «пластик» обозначают основной в количественном отношении (массовый %) компонент несущей плиты. Сама несущая плита может также представлять собой ламинат или слоистый материал.

Если здесь или в другом месте речь идет о «покрывании» или «покрытии» содержащим аминогруппы пластиком, то под этим понимается любая форма покрытия. Содержащий аминогруппы пластик может быть нанесен в жидком виде, к примеру, в форме его мономеров или преконденсатов, а затем быть подвергнут отверждению. Однако содержащий аминогруппы пластик также может быть нанесен в виде слоя порошка, а затем связан, сплавлен или отвержден. Под терминами «покрывание» или «покрытие» здесь в широком смысле следует понимать как нанесение слоя содержащего аминогруппы пластика, так и прессование или ламинирование одного или более листов бумаги, пропитанных содержащим аминогруппы пластиком (в частности аминопластовой смолой), и/или с нанесенным на них покрытием из содержащего аминогруппы пластика (в частности из аминопластовой смолы).

Функционализация винильными группами

Ключевой аспект изобретения заключается в том, что структурированную поверхность материала, состоящую из содержащего аминогруппы пластика, делают пригодной для непосредственной лакировки путем функционализации винильными группами. Благодаря этому, можно отказаться от дополнительных слоев праймера или грунтовки. В случае структурированных подложек преимущество состоит в том, что структурирование поверхности сохраняется даже после лакирования.

Для осуществления этого в соответствии с изобретением по меньшей мере часть аминогрупп на структурированной поверхности содержащего аминогруппы пластика ковалентно функционализируется винильными группами за счет прививки функционализирующего реагента. Прививка осуществляется посредством того, что структурированная поверхность материала, имеющая содержащий аминогруппы пластик, приводится в контакт с функционализирующим реагентом и осуществляется реакция. Таким образом, содержащий аминогруппы пластик ковалентно функционализируется винильными группами в отвержденном состоянии и, таким образом, только на его поверхности.

Полученный выполненный с возможностью лакировки материал в соответствии с изобретением имеет на своей поверхности винильные группы, которые ковалентно закреплены на поверхности содержащего аминогруппы пластика. Тем самым обеспечивается особенно хорошая адгезия для радиационно-отверждаемых лаков, которые также подвергаются радикальному отверждению через винильные группы. В лакированном материале в соответствии с изобретением (см. ниже) лаковый слой оказывается ковалентно закреплен на содержащем аминогруппы пластике, который находится на поверхности материала. Это приводит к особенно хорошей адгезии лакового слоя и позволяет отказаться от слоя праймера или грунтовки.

Термин «винильная группа» включает в себя в рамках настоящего изобретения любую функциональную группу, которая имеет концевую двойную связь С=С. Такая двойная связь пригодна для инициируемой радиационным отверждением радикальной полимеризации радиационно-отверждаемого лака.

Используемый в настоящем описании термин «функционализирующий реагент» означает молекулу, которая способна быть привитой на аминогруппу, присутствующую на структурированной поверхности содержащего аминогруппы пластика. Поскольку функционализирующий реагент, в дополнение к этой прививающей функциональной группе, имеет еще, по меньшей мере одну винильную группу, структурированная поверхность содержащего аминогруппы пластика функционализируется винильными группами путем прививки функционализирующего реагента. Таким образом, функционализирующий реагент является по меньшей мере бифункциональной молекулой (см. фиг. 3а и 3с). В качестве первой функциональной группы А он имеет винильную группу. В качестве второй функциональной или реакционноспособной группы B функционализирующий реагент имеет группу, которая является реакционноспособной по отношению к аминогруппам содержащего аминогруппы пластика. Таким образом, функционализирующий реагент имеет по меньшей мере одну винильную группу и еще по меньшей мере одну группу, реакционноспособную по отношению к аминогруппам содержащего аминогруппы пластика. Прививка функционализирующего реагента заключается в том, что указанная функциональная группа B вступает в реакцию с аминогруппой на поверхности содержащего аминогруппы пластика, с образованием ковалентной связи. Благодаря этому винильные группы оказываются привитыми на аминогруппы, которые находятся на структурированной поверхности материала. Когда в настоящем документе упоминаются аминогруппы, то, тем самым, под ними понимаются, в частности, концевые группы (-NH₂), присутствующие в содержащем аминогруппы пластике.

Для прививки структурированная поверхность материала, которая содержит содержащий аминогруппы пластик, приводится в контакт с функционализирующим реагентом с последующей реакцией.

Первая стадия ковалентной функционализации структурированной поверхности винильными группами состоит, таким образом, в приведении структурированной поверхности в контакт с функционализирующим реагентом, который содержит по меньшей мере одну винильную группу и еще по меньшей мере одну группу, реакционноспособную по отношению к аминогруппам содержащего аминогруппы пластика. Приведение в контакт осуществляется посредством нанесения функционализирующего реагента на структурированную поверхность материала, которая содержит содержащий аминогруппы пластик. Нанесение может осуществляться различным образом. В соответствии с изобретением выявил себя тот факт, что уже точечных функционализаций поверхности винильными группами достаточно для того, чтобы привести к значительному улучшению адгезии, поскольку они выступают в качестве реакционноспособных «якорей» для привязки наносимого позднее слоя радиационно-отверждаемого лака. В предпочтительном варианте, однако, нанесение функционализирующего реагента на структурированную поверхность содержащего аминогруппы пластика осуществляется по всей поверхности. Нанесение функционализирующего реагента может быть выполнено, к примеру, посредством нанесения валиком, распыления, опрыскивания, пропитывания, заливки, нанесения лезвием и/или кистью.

Вторая стадия ковалентной функционализации структурированной поверхности винильными группами заключается в осуществлении реакции функционализирующего реагента с по меньшей мере частью первичных и/или вторичных аминогрупп, присутствующих на поверхности структурированного материала. Эта стадия включает в себя проведение химической реакции для образования ковалентной связи между второй реакционноспособной группой функционализирующего реагента и аминогруппой на структурированной поверхности содержащего аминогруппы пластика, вследствие чего получается структурированная поверхность, ковалентно модифицированная винильными группами.

При этом реакция осуществляется в условиях реакции, которые делают возможным ковалентное связывание между реакционноспособной группой В функционализирующего реагента и концевыми аминогруппами аминопластовой смолы. Условия реакции зависят от химической природы реакционноспособной группы B. Во многих случаях может быть необходим нагрев поверхности материала. Этого можно добиться при помощи излучающих нагревателей или печей. В предпочтительном варианте поверхность материала после нанесения функционализирующего реагента нагревают до температуры поверхности от 30°C до 100°C, предпочтительно от 50°C до 80°C и особо предпочтительно от 60°C до 70°C.

В других случаях (к примеру, в случае поясненной ниже более детально реакции присоединения Аза-Михаэля) в соответствии с изобретением достаточно облучения поверхности излучением высокой энергии. Доза облучения составляет в предпочтительном варианте по меньшей мере 100 МДж/см², предпочтительно по меньшей мере 150 МДж/см². Для отражающих поверхностей требуются последние дозы (к примеру, для белых поверхностей). Хорошие результаты показали себя, когда доза облучения находилась в диапазоне от 100 до 1000, предпочтительно от 150 до 600 МДж/см². Под излучением высокой энергии на практике понимаются обычно УФ-излучение или электронные лучи. Под УФ-излучением в соответствии с изобретением объединяются диапазоны длин волн УФ-B-излучения (280-320 нм), УФ-А2-излучения (320-340 нм) и УФ-А1-излучения (340-400 нм). УФ-С-излучение (200-280 нм), вакуумное УФ-излучение (100-200 нм), специальное эксимерное излучение (172 нм) и экстремальное УФ-излучение (1-100 нм) также объединены под термином УФ-излучение. В предпочтительном варианте под излучением высокой энергии понимается излучение с длиной волны 280 нм или менее. Особенно удовлетворяющим практическим требованиям является УФ-С-излучение.

В зависимости от природы реакции прививки может также потребоваться нанесение функционализирующего реагента вместе с необходимыми катализаторами, добавками или растворителями в одной композиции или отдельно друг от друга. Была ли реакция прививки успешной, специалист в данной области может проверить просто посредством исследования адгезии лакового слоя на обработанной функционализирующим реагентом поверхности материала. Только если произошла ковалентная функционализация винильными группами - и, тем самым, прививка функционализирующего реагента - то достигается очень хорошая адгезия, даже без необходимого, в противном случае, слоя праймера или грунтовки.

В зависимости от степени конверсии и количества нанесенного функционализирующего реагента может быть целесообразным по меньшей мере частично удалить излишки не ковалентно связанного функционализирующего реагента с поверхности после реакции, прежде чем наносить на нее слой лака. Удаление может быть осуществлено посредством простого смывания подходящим растворителем или посредством протирания поверхности. При практическом испытании изобретения выявил себя, однако, тот факт, что во многих случаях это не является необходимым, так как, с одной стороны, при выборе правильного количества для нанесения и условий реакции происходит почти полная реакция, а с другой стороны, функционализирующие реагенты, вследствие обязательного присутствия винильных групп, также полимеризуются в слой лака в ходе свободно-радикальной полимеризации радиационно-отверждаемого лака и, поэтому, не препятствуют образованию лаковой пленки.

По причине многообразия химической природы реакций прививки, которые имеются в распоряжении для функционализации аминогруппы, количество возможных вариантов для реакционноспособной группы B и связанных с ней маршрутов реакции, соответственно, также велико. Реакционноспособная по отношению к аминогруппам содержащего аминогруппы пластика группа В функционализирующего реагента может быть выбрана, в частности, из группы, состоящей из эпоксидов, ангидридов кислот, хлорангидридов кислот, азидов кислот, сульфонилхлоридов, кетонов, альдегидов, карбоновых кислот, сложных эфиров, в частности, сложных эфиров N-гидроксисукцинимида, имидоэфиров, или карбонатов, карбодиимидов, изоцианатов, изотиоцианатов, алкилгалогенидов, арилгалогенидов, алкинов и винильных групп, к примеру, акрилата, метакрилата или акриламида. Все эти функциональные группы способны реагировать с аминогруппами в условиях, хорошо известных специалисту в данной области. Большинство этих групп реагируют с первичными или вторичными аминами посредством ацилирования с образованием амида кислоты или посредством алкилирования с образованием вторичного (или третичного) амина. Механизмы и условия реакции известны специалисту в данной области и могут быть найдены в соответствующих учебных пособиях по органической химии или в соответствующих научных журналах.

В соответствии с особо предпочтительным вариантом осуществления реакционноспособная по отношению к аминогруппам содержащего аминогруппы пластика группа в функционализирующем реагенте представляет собой винильную группу. В данном особо предпочтительном варианте осуществления функционализирующий реагент, таким образом, содержит по меньшей мере две винильные группы. Первая служит для закрепления в содержащем аминогруппы пластике, вторая сохраняется и после прививки и служит для последующего закрепления подлежащего нанесению радиационно-отверждаемого лака. Первая и вторая винильные группы могут быть идентичными или отличаться друг от друга, в предпочтительном варианте они идентичны. В особо предпочтительном варианте функционализирующий реагент представляет собой зеркально-симметричную молекулу с по меньшей мере двумя винильными группами.

Лежащие в основе этого изобретения исследования показали, что винильные группы совершенно идеально подходят для прививки функционализирующих реагентов на структурированные содержащие аминогруппы поверхности пластиков. Винильные группы при этом вступают под воздействием излучения высокой энергии в реакцию присоединения Аза-Михаэля с аминогруппами на твердой поверхности материала. Реакция присоединения Аза-Михаэля первичной аминогруппы на поверхности материала с акрилатной группой в функционализирующем реагенте схематично представлена ниже:

Соответствующая реакция имеет место также - как установили авторы изобретения - в первую очередь, со вторичными аминами в содержащем аминогруппы пластике. Это было выявлено в серии экспериментов, где не было обнаружено различий в функционализации, в зависимости от количества или присутствия первичных аминогрупп в содержащем аминогруппы пластике. Вторичных аминогрупп, по-видимому, достаточно в соответствии с изобретением.

В ходе практических испытаний выявил себя тот факт, что у функционализирующих реагентов с двумя винильными группами только одна из двух вступает в реакцию с аминогруппами на поверхности материала. Другая остается, как это желаемо, в качестве функционализации на поверхности материала. На это, вероятно, есть несколько причин. Во-первых, речь идет о твердофазной или твердо/жидкой реакции, вследствие чего не происходит перемешивания реагентов. Поэтому, тем самым, представляется уже стерически маловероятным, что и вторая винильная группа в функционализирующем реагенте, которая выступает от поверхности материала после его прививки, «найдет» другую аминогруппу на поверхности для осуществления следующей реакции присоединения Аза-Михаэля. Однако, размер молекулы и длина спейсера функционализирующего реагента также, по-видимому, играют определенную роль, как пояснено ниже более детально. По меньшей мере, у содержащих аминогруппы пластиков, которые имеют лишь концевые аминогруппы, плотность аминогрупп на поверхности материала также будет недостаточной для того, чтобы обе винильные группы функционализирующего реагента вступили с ними в реакцию.

Реакция присоединения Аза-Михаэля между винильной группой функционализирующего реагента и аминогруппой на поверхности материала имеет преимущество в том, что функционализирующий реагент должен быть просто нанесен на поверхность материала, а затем подвергнут воздействию излучения высокой энергии (к примеру, ультрафиолетового излучения или электронного луча). На поверхности материала в ходе реакции присоединения Аза-Михаэля как первичные, так и вторичные амины могут присоединяться к двойной связи C=C винильной группы функционализирующего реагента.

Для реакции присоединения Аза-Михаэля важно, чтобы излучение высокой энергии действительно проникало и до первоначально образующихся комплексов из винильных и аминовых групп.Только так образуются необходимые для реакции присоединения Аза-Михаэля комплексы донор-акцептор или подача-перенос зарядов и за счет реакции присоединения растворяются с образованием алкиламина. Поскольку аминогруппа находится непосредственно на поверхности материала, то комплексы образуются также только непосредственно на поверхности материала. Слой нанесенного функционализирующего реагента не должен быть слишком толстым, так как иначе излучение высокой энергии не проникнет до поверхности материала. Особенно хорошие результаты были достигнуты, когда функционализирующий реагент наносился в количестве не более 3 г/м², предпочтительно не более 2 г/м² и особо предпочтительно не более 0,5 г/м² или 1 г/м².

Если функционализирующий реагент наносится не в чистом виде, а в форме композиции, то она не должна содержать веществ, которые поглощают излучение высокой энергии. В частности, не должны содержаться никакие фотоинициаторы или свободно-радикальные инициаторы, что является обычным для лаков, так как они не только перехватывают излучение высокой энергии, но и, в частности, также могут привести к свободно-радикальной полимеризации содержащего винильные группы функционализирующего реагента, что не желательно. Посредством такой полимеризации и образования пленки, предназначенные для функционализации винильные группы больше не будут доступны, а также будет предотвращена возможность проникновения излучения высокой энергии до поверхности материала, для инициирования желаемой реакции присоединения Аза-Михаэля между функционализирующим реагентом и поверхностью материала.

По той же причине до настоящего времени в уровне техники не дошли до идеи функционализации, к примеру, поверхностей из меламиновой смолы винильными группами, если эти поверхности покрывались радиационно-отверждаемыми лаками. Во-первых, излучение улавливается самими нанесенными в соответствии с уровнем техники относительно толстыми слоями праймера, грунтовки или лака, и, в частности, содержащимися в них радиационно-поглощающими молекулами, такими как фотоинициаторы, и не достигает поверхности материала. Таким образом, на поверхности материала в соответствии с уровнем техники также не происходит радиационно-индуцированной реакции присоединения Аза-Михаэля. Однако, даже если бы это имело место, то при радиационном отверждении все содержащиеся в композиции праймера, грунтовки или лака винильные группы полностью в течение нескольких секунд вступили бы в реакцию радиационно-индуцированной радикальной полимеризации. Таким образом, не происходит функционализации поверхности материала винильными группами.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения функционализирующий реагент наносится на структурированную поверхность содержащего аминогруппы пластика в количестве менее 5 г/м², в частности менее 2 г/м² или менее 1 г/м². Это является, в частности, особенно предпочтительным, когда функционализирующий реагент и аминогруппы приводятся в реакцию посредством излучения высокой энергии или когда содержащаяся в функционализирующем реагенте другая, реакционноспособная по отношению к аминогруппам содержащего аминогруппы пластика, группа является винильной группой. Так как именно для радиационно-индуцированной реакции присоединения Аза-Михаэля на поверхности материала обязательным условием является, чтобы излучение высокой энергии достигало и поверхности.

Однако, даже если функционализация не основана на радиационно-индуцированной реакции присоединения Аза-Михаэля, то эти объемы для нанесения выявили себя как предпочтительные и достаточные. Как пояснялось ранее, авторы изобретения выяснили, что необходима минимально возможная толщина слоя на структурированной поверхности материала для сохранения ее структурированности при последующем лакировании. Принимая это во внимание, «слой» функционализирующего реагента также должен быть настолько тонким, насколько возможно. В связи с этим также не является целесообразным вообще говорить о слое, поскольку функционализирующий реагент вступает в реакцию с поверхностью материала и затем уже не может быть идентифицирован как отдельный слой.

После нанесения функционализирующего реагента на структурированную поверхность содержащего аминогруппы пластика, он в предпочтительном варианте облучается посредством излучения высокой энергии, как описано выше. В частности, при функционализации посредством реакций присоединения Аза-Михаэля это создает предпочтительные условия реакции для обеспечения ковалентного связывания с твердой поверхностью материала. Тип и интенсивность излучения высокой энергии должны быть выбраны таким образом, чтобы образованные на поверхности материала комплексы между функционализирующим реагентом и аминогруппами приводились в состояние возбуждения и вступали в реакции Аза-Михаэля.

Винильные группы в функционализирующем реагенте или на функционализированной поверхности материала могут быть выбраны, в частности, из группы, состоящей из акрилатов, метакрилатов, виниловых простых эфиров, аллиловых простых эфиров, а также винилароматических соединений. К последним относятся, к примеру, стирол, С_1-4-алкилзамещенный стирол, стильбен, винилбензилдиметиламин, (4-винилбензил) диметиламиноэтиловый эфир, Ν,Ν-диметиламиноэтилстирол, трет-бутоксистирол и винилпиридин. В особо предпочтительном варианте реакционноспособная по отношению к аминогруппам содержащего аминогруппы пластика группа в функционализирующем реагенте представляет собой α,β-ненасыщенное карбонильное соединение, в частности, α,β-ненасыщенные сложные эфиры карбоновых кислот или α,β-ненасыщенные амиды карбоновых кислот.При этом особо предпочтительными являются сложные эфиры акриловой и/или метакриловой кислоты. α,β-ненасыщенные карбонильные соединения или соединения, которые являются α,β-ненасыщенными по отношению к другой электроноакцепторной группе, особенно хорошо подходят для реакций присоединений Аза-Михаэля. В предпочтительном варианте винильная группа представляет собой винильную группу, которая находится в прямом соединении с электроноакцепторной группой, к примеру, карбонильной группой.

Особенно хорошие результаты были достигнуты, когда функционализирующий реагент выбран из группы, состоящей из ди-, три-, тетра-, пента- или даже более высокофункциональных акрилатов, метакрилатов, виниловых простых эфиров и аллиловых простых эфиров. Функционализирующий реагент может быть выбран при этом, в частности, из группы, состоящей из триметилолпропантриакрилата, дипропиленгликоля диакрилата, трипропиленгликоля диакрилата, гександиола диакрилата, пентаэритрита тетраакрилата, дипентаэритрита пентаакрилата, дипентаэритрита гексаакрилата, неопентилгликоля диакрилата, а также из пропоксилированных или этоксилированных вариантов этих соединений, диакрилатов полиалкиленгликоля, в частности, диакрилатов полиэтиленгликоля, дивинилового простого эфира, в частности, дивинилового простого эфира диэтиленгликоля, дивинилового простого эфира триэтиленгликоля или дивинилового простого эфира циклогександиметанола и диаллилового простого эфира. Молекулярные массы некоторых из этих соединений приведены ниже:

Таблица 1 Вещество Относительная молярная масса (M_r) Диаллиловый эфир 98,14 Дивиниловый эфир диэтиленгликоля 158,20 Дивиниловый эфир циклогександиметанола 196,29 Дивиниловый эфир триэтиленгликоля 202, 25 Диакрилат неопентилгликоля 212,24 Диакрилат гександиола 226,27 Диакрилат дипропиленгликоля 242,27 Триакрилат триметилолпропана 296,32 Диакрилат трипропиленгликоля 300,35 Тетраакрилат пентаэритрита 352,34 Дипентаэритрит пентаакрилата 524,51 Диакрилат полиэтиленгликоля к примеру, со средним M_r=532 Дипентаэритритексаакрилат 578,60 Диакрилаты полиалкиленгликоля к примеру, со средним M_r от 360 до 2000

Если в данном случае речь идет о молекулярной массе, то, таким образом, имеется в виду относительная молекулярная масса (M_r), т.е. молекулярная масса, нормированная на одну двенадцатую массы изотопа углерода ¹²C. Таким образом, относительная молекулярная масса не имеет единицы измерения.

В соответствии с представленными в таблице выше молекулярными массами, функционализирующий реагент предпочтительно представляет собой небольшую молекулу с молекулярной массой от 90 до 2000, предпочтительно от 95 до 1100 и, в частности, предпочтительно от 95 до 600. Благодаря этому гарантируется, что часть молекулы между винильными группами («спейсер» 10, см. фиг. 3) настолько мала, насколько возможно. За счет использования функционализирующих реагентов в этом диапазоне размеров молекул гарантируется то, что и привитые на аминогруппы поверхности материала структуры также имеют молекулярную массу в диапазоне от 90 до не более 2000, предпочтительно от 95 до не более 1100 и, в частности, предпочтительно от 95 до не более 600. Это приводит к тому, что привитые винильные группы располагаются настолько близко, насколько возможно, к поверхности материала на функционализированной поверхности материала. По-видимому, это обеспечивает лучшее закрепление и адгезию нанесенного позже слоя радиационно-отверждаемого лака.

Кроме того, в случае более коротких спейсеров минимизируется также вероятность того, что функционализирующий реагент после прививки на содержащую аминогруппы поверхность сложится обратно и вторая винильная группа также вступит в реакцию с аминогруппами. В противном случае, это противоречило бы предполагаемой функционализации поверхности винилом. На том же основании под функционализирующим реагентом в соответствии с изобретением не должен пониматься также лак или полимер.

Лакированный материал

Описанная выше винильная функционализация содержащей аминогруппы поверхности приводит к получению выполненного с возможностью лакировки материала, структурированная поверхность которого сохраняется даже после лакировки. Таким образом, изобретение предлагает также лакированные материалы, отличающиеся тем, что они имеют структурированную лакированную поверхность. Эти лакированные материалы являются получаемыми посредством способа, включающего в себя следующие стадии:

а) обеспечение выполненного с возможностью лакировки материала, как описано ранее, то есть, материала со структурированной поверхностью из содержащего аминогруппы пластика, у которого по меньшей мере часть аминогрупп на структурированной поверхности содержащего аминогруппы пластика ковалентно функционализирована винильными группами посредством прививки функционализирующего реагента,

b) нанесение слоя радиационно-отверждаемого лака на функционализированную винильными группами структурированную поверхность материала,

с) радиационное отверждение лакового слоя.

Поскольку в уровне техники в общем и целом доступны способы получения микроскопически структурированных лакированных поверхностей, они включают последующее структурирование лакированных поверхностей. Однако, такие способы не получили широкого применения из-за недостаточной пригодности на практике. К примеру, предлагалось наносить придающую структуру пленку на лаковый слой, а затем снова снимать эту пленку. Во-первых, при этом очень сложно нанести структуру точно в соответствии с имеющимся на подложке декором. С другой стороны, также трудно создавать более глубокие структуры без повреждения лакового слоя или расположенных ниже слоев. Для создания более глубоких структур, что необходимо, к примеру, при имитации структуры дерева, должны быть нанесены, соответственно, более толстые слои лака. Это не только имеет недостатки в плане затрат, но и на практике означает зачастую несколько последовательных стадий нанесения лака для достижения соответствующей толщины слоя.

Наконец, последующее структурирование лакированной поверхности также приводит к дефектам на лакированной поверхности и в ее микроструктуре. То есть структурированная впоследствии лакированная поверхность сильно отличается, как макроскопически, так и микроскопически, от лакированной поверхности, структурированной в соответствии с изобретением, которая остается не поврежденной. У структурированной лакированной поверхности в соответствии с изобретением структура поверхности повторяет уже имеющуюся в подложке структуру, которая просто покрыта лаком. В соответствии с изобретением макроскопическое структурирование имеет место сразу после лакирования и не должно быть нанесено на лак впоследствии.

Когда в настоящем описании используется термин «структурированная» поверхность или «структурирование», то это означает макроскопическое структурирование. Это означает имеющуюся на поверхности, видимую невооруженным глазом структуру, которая имеет профиль высот и углублений. Структурирование является трехмерным. Структурированная поверхность имеет, таким образом, рельеф, который можно ощутить, погладив ее голой рукой, и который глаз наблюдателя воспринимает как структуру. Термины «структура», «структурированная поверхность», «структура поверхности», «рельеф» и «профиль высот и углублений» используются в данном случае как синонимы.

Структура структурированной в соответствии с изобретением поверхности материала или лакированной поверхности представляет собой, в частности, полученную изначально посредством тиснения, каширования, каландрирования, травления, лазерной обработки или печати декоративную структуру. Под структурой структурированной поверхности материала или лакированной поверхности в предпочтительном варианте понимается видимая невооруженным глазом декоративная структура. В предпочтительном варианте осуществления структура структурированной поверхности материала или лакированной поверхности представляет собой структуру поверхности древесины, натурального камня, искусственного камня, керамики, металла, мозаики, досок, плитки, затирки швов или другой видимой невооруженным глазом декоративной структуры.

В соответствии с особо предпочтительным вариантом осуществления изобретения выполненный с возможностью лакировки или лакированный материал имеет декор, в частности, декор, с которым согласуется структурирование поверхности материала или лакированной поверхности. Если декор, к примеру, представляет собой древесный декор, то структурирование может заключаться в трехмерной имитации рельефа среза древесины, т.е. бороздок вдоль отображенных линий роста и углублений на отображенных сучковых отверстиях и т.д. Если декор представляет собой плиточный пол или мозаику, то структурирование данного декора может поддерживаться посредством углублений в соответствии с отображенными швами.

Чтобы иметь возможность воспринимать макроскопическую структуру невооруженным глазом, необходимо, чтобы углубления и возвышения в структуре поверхности или рельефе были, соответственно, видимыми. Рельеф, соответственно, сильно выражен. Качество поверхности материалов количественно определяется с помощью стандарта DIN EN ISO 4287 посредством так называемого профильного метода. Измеренные здесь в соответствии с DIN EN ISO 4287 значения Rz, Rz Max и Rt определяются, как представлено на фиг. 7, и следующим образом. Rz: среднее значение разности между самым высоким и самым низким профилем; Rz Max: самая высокая измеренная точка; Rt: общая высота профиля (расстояние между самым высоким пиком и самой глубокой впадиной профиля по всей расчетной длине ln).

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления структурированная поверхность материала или структурированная лакированная поверхность имеют значение Rz, измеренное в соответствии с DIN EN ISO 4287, по меньшей мере 10 мкм, особо предпочтительно по меньшей мере 15 мкм и в частности предпочтительно по меньшей мере 20 мкм. Это обстоятельство гарантирует то, что структура хорошо прощупывается и видима, а также отличает структуру поверхности в соответствии с изобретением от микроструктуры поверхности, которая, хоть и может иметь оптические эффекты, но не воспринимается как структура невооруженным глазом. Значение Rz, измеренное в соответствии с DIN EN ISO 4287, составляет предпочтительно не более 120 мкм, особо предпочтительно не более 100 мкм и, в частности, предпочтительно не более 80 мкм.

В соответствии с вариантом осуществления общая толщина слоя (измеренная после радиационного отверждения) радиационно-отверждаемого лака в лакированном материале составляет не более половины и предпочтительно не более одной трети значения Rz не лакированной поверхности материала. В предпочтительном варианте лакированный материал не содержит слоев праймера или грунтовки. Таким образом, гарантируется то, что имеющееся в подложке структурирование также сохраняется в виде структурированной лакированной поверхности в лакированном материале.

Специалист отличает на поверхностях макроскопические структуры от микроскопических (так называемых микроструктур). Макроскопические структуры могут восприниматься невооруженным глазом как структура. Они подразумеваются, когда в данном описании речь идет о «структуре» или «структурировании». В противоположность этому, микроструктуры, как следует уже из названия, видны только под микроскопом. Особо предпочтительные микроструктуры могут быть созданы на лакированной поверхности, к примеру, посредством эксимерного отверждения. Изобретение позволяет комбинировать, к примеру, макроскопически структурированные поверхности из аминопластовой смолы с эксимерно отвержденным лаковым слоем.

Эксимерное отверждение известно специалисту в данной области и широко используется на практике для матирования лакированных поверхностей. Матирование осуществляется при этом чисто физически и обходится без добавления матирующих средств, требуемых в противном случае. Эксимерное отверждение основывается на следующем принципе: в радиационно-отверждаемых лаках (к примеру, акрилатах) под действием эксимерной лампы 172 нм (к примеру, Excirad 172) образуются свободные радикалы, которые инициируют полимеризацию и сшивание. Глубина проникновения фотонов с длиной волны 172 нм в акрилаты составляет от 0,1 до 0,5 нм, так что сшивается только очень тонкий поверхностный слой. Обусловленная полимеризацией усадка приводит к образованию микроструктур. На жидкой пленке появляется складчатость, которая затем полностью отверждается с помощью второго источника излучения. Для этого может быть использована ртутная УФ-лампа, излучатель электронных лучей или длинноволновая эксимерная лампа с длиной волны 308 нм. Для предотвращения образования озона облучение осуществляется в атмосфере азота.

Полученная с помощью эксимерной лампы с длиной волны 172 нм физическая микроскладчатость позволяет без добавления матирующих средств легко достичь в радиационно-отверждаемых лаках степени блеска от 1 до 10, измеряемого, к примеру, в соответствии с EN ISO 2813 с геометрией 60°. Высокоэнергетическое и коротковолновое излучение длиной 172 нм приводит, помимо свободно-радикальной полимеризации акрилатных групп, к дополнительным поперечным сшивкам мономеров. Благодаря этому, значительно повышается твердость поверхности. Авторы изобретения также установили, что эксимерное отверждение лакированных поверхностей способствует благоприятному эффекту защиты от отпечатков пальцев.

Обеспеченная в соответствии с изобретением структурированная лакированная поверхность может быть особо предпочтительным образом объединена с микроструктурой, в частности, образующейся на лакированной поверхности в результате эксимерного отверждения микроструктурой.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления лакированный материал, характеризуется тем, что лаковый слой является эксимерно отвержденным лаковым слоем.

За счет использования такого эксимерного отверждения или выбора соответствующего матового лака, в соответствии с изобретением возможно получить структурированные лакированные поверхности, которые имеют степень блеска ниже 10, предпочтительно ниже 5, измеренную в соответствии с ÖNORM EN ISO 2813 (версия 2015-01-01) с геометрией 60°.

Обычные содержащие аминогруппы пластики, в частности, аминопластовые смолы, не поддаются эксимерному отверждению. Однако, на их поверхностях при изготовлении особенно хорошо, к примеру, посредством соответствующим образом структурированных вальцов или прессующих пластин, чеканятся декоративные структуры. При использовании изобретения возможно комбинировать макроскопические, полученные, к примеру, методом тиснения, структуры поверхности с эксимерным отверждением, в ходе лакирования. Это приводит к образованию структурированных поверхностей материала, которые имеют исключительно естественную матовость, и при комбинации соответствующих вариантов декора и структурирований (к примеру, напольный ламинат в качестве ламината, имитирующего деревянный пол) их уже невозможно отличить от имитируемого материала (к примеру, паркета из натурального дерева). За счет соответствующего микроструктурирования лакированной поверхности или использования соответствующего лака изобретение позволяет также впервые придать макроскопическим, к примеру, полученным путем тиснения, структурам поверхности свойства защиты от отпечатков пальцев.

Это становится возможным благодаря тому, что в соответствии с изобретением за счет винильной функционализации поверхности материала можно отказаться от требуемого в противном случае нанесения слоев праймера или грунтовки, либо же шпаклевочного слоя, при лакировке содержащих аминогруппы пластиков, в частности, аминопластовых смол, радиационно-отверждаемыми лаками. В соответствии с уровнем техники это приводит к тому, что толщина слоя лакового покрытия регулярно превышает 20 или 30 г/м². Структурирование поверхности, имеющееся в подложке, что, к примеру, является обычным при имитации деревянных структур и декора, при такой толщине лакового покрытия неизбежно сглаживается и, таким образом, нивелируется. На основании этого в уровне техники, к примеру, до настоящего времени отказывались от лакировки структурированных поверхностей из аминопластовой смолы, что является обычной практикой при изготовлении ламината или мебельных панелей.

Лакированный материал в соответствии с изобретением характеризуется тем, что нанесенный слой радиационно-отверждаемого лака или лаков является настолько тонким, что структурирование, имеющее место в подложке, по существу сохраняется. В соответствии с изобретением это становится возможным благодаря тому, что из-за винильной функционализации можно отказаться от соответствующих слоев праймера или грунтовки. Таким образом, лакированный материал обычно не содержит слоя праймера или грунтовки. Поэтому, радиационно-отверждаемый лак, который нанесен на функционализированную винилом поверхность, может представлять собой также покрывной лак. В противном случае он стал бы прилипать к обычному содержащему аминогруппы пластику, в частности к аминопластовым смолам, только при лакировке с соответствующим образом предварительно нанесенными слоями праймера и грунтовки.

В соответствии с особо предпочтительным вариантом осуществления общее количество радиационно-отверждаемого лака, наносимого на пластиковую поверхность выполненного с возможностью лакировки материала, составляет менее 20 г/м², в частности менее 15 г/м² или менее 10 г/м². В лакированном материале в соответствии с изобретением средняя толщина находящегося на структурированной поверхности пластика лакового слоя из радиационно-отверждаемого лака составляет предпочтительно от 0 до 50 мкм, особо предпочтительно от 5 до 35 мкм, и в самом предпочтительном варианте от 5 до 15 мкм. Толщина слоя измеряется микроскопически на основании поперечных сечений в соответствии с DIN EN ISO 1463 (август 2004 г.). Возможные в соответствии с изобретением небольшие объемы нанесения лака или толщина слоев лака приводят к тому, что имеющееся в подложке (выполненном с возможностью лакировки материале) структурирование поверхности сохраняется и в лакированном материале в форме структурированной лакированной поверхности.

Радиационно-отверждаемый лак

Вследствие винильных групп, включенных в поверхность выполненного с возможностью лакировки материала, он является оптимально подготовленным к последующей лакировке радиационно-отверждаемым лаком. Это связано с тем, что большинство радиационно-отверждаемых лаков отверждаются в результате опосредованной винильной группой свободно-радикальной полимеризации. Таким образом, винильные группы на поверхности материала представляют собой ковалентные точки крепления для радиационно-отверждаемого лака, что приводит к превосходной адгезии лака на поверхности материала.

Радиационно-отверждаемый лак может быть нанесен на функционализированную винильными группами структурированную поверхность выполненного с возможностью лакировки материала любым известным специалисту в данной области способом для нанесения лака. Нанесение может производиться, в частности, посредством нанесения валиком, распыления, опрыскивания, обливания, погружения, выливания, нанесения лезвием и/или кистью.

Посредством выбора радиационно-отверждаемого лака могут быть гибко и целенаправленно отрегулированы желаемая степень блеска, а также свойства поверхности. Частичный эффект матовости / блеска или согласованные с декоративным изображением градации матовости / блеска также могут быть достигнуты посредством выбора подходящего радиационно-отверждаемого лака. В предпочтительном варианте радиационно-отверждаемый лак после отверждения имеет степень блеска ниже 10, предпочтительно ниже 5, соответственно, измеренную по ÖNORM EN ISO 2813 (версия 2015-01-01) с геометрией 60°.

Радиационно-отверждаемые лаки известны специалисту в данной области и описаны, к примеру, здесь: Prieto und Keine, «Holzbeschichtung», FARBE UND LACK, 2019, Kapitel 3.1.6 - Strahlenhärtende Lacksysteme. Используемый здесь термин «радиационно-отверждаемый лак» обозначает лак, который содержит пленкообразователь с двойными связями углерод-углерод, которые радикально полимеризуются под воздействием ультрафиолетового (УФ) света или ионизирующего излучения (ESH). В предпочтительном варианте двойные связи углерод-углерод представляют собой акриловые двойные связи, т.е. такие, которые происходят из акриловой или метакриловой кислоты или из производных этих соединений. При УФ-отверждении требуется добавление фотоинициаторов для получения исходных радикалов, требуемых для полимеризации. Радиационно-отверждаемый лак обычно содержит, помимо пленкообразователя, реакционноспособный разбавитель и фотоинициатор а также, в случае необходимости, другие добавки, выбранные из группы, состоящей из пигментов, наполнителей, матирующих средств, пеногасителей, силиконовых масел, а также ингибиторов или стабилизаторов.

В соответствии с одним вариантом осуществления радиационно-отверждаемый лак представляет собой радиационно-отверждаемую акрилатную смолу. В силу профиля своих свойств, в частности, одновременного исполнения механических требований (к примеру, по твердости, стойкости к истиранию, царапинам и/или износостойкости) и оптических требований, она обычно используется в лакокрасочных композициях, которые предназначены для отделки поверхностей. В предпочтительном варианте в качестве радиационно-отверждаемой акрилатной смолы используется дипропиленгликольдиакрилат (DPGDA) и/или поли(пропиленгликольдиакрилат) (PPGDA). Другие радиационно-отверждаемые акрилатные смолы, которые можно использовать в соответствии с изобретением, реализуются, к примеру, компанией BASF под товарным знаком «Laromer®». Если в настоящем документе речь идет об «акрилате», то тогда это также всегда включает в себя соответствующее метакрилатное производное.

Под реакционноспособным разбавителем специалист в данной области понимает полимеризуемые радиационно-отверждаемые мономеры, которые добавляются к радиационно-отверждаемому лаку для снижения вязкости. В отличие от классического растворителя реакционноспособные разбавители при радиационном отверждении вступают в реакцию радикальной полимеризации и, таким образом, встраиваются в качестве мономеров в лаковую пленку. Особенно хороших результатов можно добиться, используя мономерные сложные эфиры (мет)акриловой кислоты в качестве реакционноспособного разбавителя, которые при комнатной температуре находятся в жидком состоянии. Примерами таких соединений являются изоборнилакрилат, гидроксипропилметакрилат, триметилолпропанформальмоноакрилат, тетрагидрофурфурилакрилат, феноксиэтилакрилат, триметилолпропантриакрилат, дипропиленгликольдиакрилат, трипропиленгликольдиакрилат, гександиолдиакрилат, пентаэриттетраакрилат, дипентаэритритпентаакрилат, лаурилакрилат, а также пропоксилированные или этоксилированные варианты этих реакционноспособных разбавителей. Рассматриваются также уретанизированные реакционноспосбные разбавители, такие как EBECRYL 1039 (Cytec) или другие жидкие при комнатной температуре соединения, способные в условиях радикальной полимеризации вступать в реакцию, к примеру, с виниловым простым эфиром или аллиловым простым эфиром. В качестве винилового простого эфира предпочтительными являются диэтиленгликольдивиниловый простой эфир, триэтиленгликольдивиниловый простой эфир или циклогександиметанолдивиниловый простой эфир. Радиационно-отверждаемый лак может содержать реакционноспособный разбавитель в количестве 1-70% по массе.

В предпочтительном варианте пленкообразователь в радиационно-отверждаемом лаке выбран из ненасыщенных сложных полиэфиров, эпокси-акрилатов, сложный полиэфир-акрилатов, простой полиэфир-акрилатов, амино-модифицированных простой полиэфир-акрилатов и уретан-акрилатов. В качестве ненасыщенных сложных полиэфиров (UP) рассматриваются, в частности, сложные полиэфиры на основе малеиновой кислоты. На практике они часто сочетаются со стиролом в качестве реакционноспособного разбавителя.

Чтобы иметь возможность быть отвержденным посредством УФ, радиационно-отверждаемые лаки в обязательном порядке должны содержать фотоинициаторы. Для гомолитического расщепления двойной связи C=C потребовалась бы длина волны 200 нм. Имеющиеся на рынке УФ-излучатели излучают лишь в очень незначительной степени в этом диапазоне длин волн. Кроме того, этот диапазон излучения поглощается воздухом, вследствие чего образуется озон. Фотоинициаторы представляют собой генераторы свободных радикалов, способные поглощать более длинноволновый диапазон излучения УФ-излучателя с более высоким уровнем излучения. Образующиеся вследствие этого радикалы затем запускают радикальную полимеризацию реакционноспособных компонентов УФ-лака (пленкообразователя и, в случае необходимости, реакционноспособного разбавителя). Фотоинициаторы могут быть выбраны, к примеру, из группы, состоящей из альфа-гидроксикетонов, 1-гидроксициклогексил-фенил-кетона, бензофенона, тиоксантонов, бензоина, простых эфиров бензоина, бензилкеталей, аминоалкилфенонов, гидроксиалкилфенонов, оксидов моноацилфосфина и оксидов бисацилфосфина, а также их производных. В случае, если радиационно-отверждаемый лак содержит пигменты или другие абсорбирующие вещества, то они и используемый фотоинициатор должны быть выбраны и согласованы друг с другом с учетом диапазонов поглощаемых длин волн.

Далее изобретение в качестве примера описывается на основании вариантов осуществления, со ссылкой на приложенные чертежи. Примеры служат лишь в качестве иллюстрации изобретения и не ограничивают объем правовой защиты.

На чертежах представлены:

фиг. 1 - выполненный с возможностью лакировки или лакированный материал в соответствии с изобретением, который имеет форму плиты и его поверхность имеет структурирование, имитирующее текстуру древесины;

фиг. 2 - поперечные сечения различных выполненных с возможностью лакировки материалов в соответствии с изобретением в форме плит, которые должны пояснить структуру данных материалов и их поверхностных слоев, при этом фиг. 2а демонстрирует ламинат, фиг. 2b демонстрирует слоистый материал, а фиг. 2c демонстрирует материал на основе древесины;

фиг. 3 - схематичный детальный обзор поверхности материала из содержащего аминогруппы пластика, причем показано как имеющаяся там аминогруппа может вступать в реакцию с функционализирующим реагентом в соответствии с изобретением, чтобы привести к винильной функционализации поверхности материала;

фиг. 4 - поперечные сечения различных лакированных материалов в соответствии с изобретением в форме плит, причем речь идет о материалах с фиг. 2, поверхность которых была функционализирована в соответствии с изобретением и затем покрыта радиационно-отверждаемым лаком;

фиг. 5 - схематичные изображения структурированной поверхности материала перед и после лакировки и, в случае необходимости, функционализации, причем фиг. 5а демонстрирует структурированную поверхность материала перед любой функционализацией или лакировкой, фиг. 5b демонстрирует обработанную праймером или грунтовкой в соответствии с уровнем техники и затем лакированную поверхность, фиг. 5с демонстрирует поверхность выполненного с возможностью лакировки материала, функционализированную винильными группами в соответствии с изобретением, и фиг. 5d демонстрирует представленную на фиг. 5с функционализированную поверхность после лакировки;

фиг. 6 - схематичное изображение способа изготовления выполненного с возможностью лакировки или лакированного материала в соответствии с изобретением;

фиг. 7 - представленный в качестве примера измеренный контактным методом профиль для пояснения использованных в данном случае параметров R_z и R_t шероховатости.

Перечень ссылочных позиций

1 - материал

1´ - выполненный с возможностью лакировки материал

1´´ - лакированный материал

2 - поверхность из содержащего аминогруппы пластика

3 - структурирование

4 - верхний слой

5 - несущая плита

6 - стабилизирующий слой

7 - сердцевина

8 - функционализирующий реагент

9 - винильная группа

10 - спейсер

11 - ковалентная связь

12 - слой из радиационно-отверждаемого лака

13 - слой грунтовки или праймера

14 - первый подающий транспортер

15 - второй подающий транспортер

16 - третий подающий транспортер

17 - конвейерная установка

18 - пропитанная меламиновой смолой декоративная бумага

19 - пропитанная меламиновой смолой покрывная бумага

20 - стопка для прессования

21 - короткотактный пресс

22 - структурированная прессующая пластина

23 - устройство для нанесения функционализирующего реагента

24 - первый источник излучения

25 - излучение высокой энергии

26 - устройство для нанесения радиационно-отверждаемого лака

27 - источник эксимерного излучения

28 - эксимерное излучение

29 - второй источник излучения

30 - загрузочный транспортер.

Фиг. 1 демонстрирует вид сверху выполненного с возможностью лакировки или лакированного материала 1 в соответствии с изобретением. В обоих случаях можно увидеть характерное структурирование 3 поверхности (структурированную поверхность из содержащего аминогруппы пластика или структурированную лакированную поверхность), которое в представленном варианте осуществления имитирует текстуру древесины. Материал 1 выполнен в форме плиты и может иметь декор (к примеру, декор под древесину), который соответствует структурированию 3. Материал 1 имеет поверхность из содержащего аминогруппы пластика 2, на которой размещено структурирование 3.

Фиг. 2 демонстрирует поперечные сечения трех представленных в качестве примеров материалов 1, которые могут быть использованы в соответствии с изобретением и на виде сверху могут выглядеть как показано на фиг. 1. Представленный на фиг. 2а материал 1 является ламинатом, образованным из несущей плиты 5, расположенного под ней стабилизирующего слоя 6 и расположенного над ней верхнего слоя 4. Под стабилизирующим слоем 6 обычно понимается пропитанная синтетической смолой бумага, которая служит для выравнивания напряжений на верхней и нижней сторонах. Несущая плита 5 может быть плитой на основе древесины, к примеру, МДФ-плитой или ХДФ-плитой. Однако речь может идти также и о плите из пластика или о компактной плите из пропитанной фенольной смолой крафт-бумаги. Верхний слой 4 обычно состоит из по меньшей мере одного листа пропитанной меламиновой смолой декоративной бумаги и расположенной над ней пропитанной меламиновой смолой покрывной бумаги (так называемый «оверлей»), которые вместе с несущей плитой 5 и стабилизирующим слоем 6 методом горячего прессования соединены в материал 1. Вследствие этого, слои ламината соединяются друг с другом, а меламиновая или синтетическая смола отверждается. На верхней стороне самого верхнего слоя 4 материала 1, благодаря имеющейся там отвержденной меламиновой смоле, находится поверхность из содержащего аминогруппы пластика 2. Под аминогруппами понимаются оставшиеся на концах первичные аминогруппы и вторичные аминогруппы отвержденной меламиновой смолы (меламино-формальдегидной смолы).

В поперечном сечении можно видеть также уже представленное на фиг. 1 на виде сверху структурирование 3 поверхности, которое в данном случае схематично представлено в виде углублений, которые могут быть получены, к примеру, при изготовлении с использованием структурированных прессующих пластин. Разумеется, возможны, однако, и мероприятия по нанесению структурирования (к примеру, 3D-печать), которые затем могли бы привести к образованию выступов на поверхности или к комбинации выступов и углублений. Представленная поверхность из содержащего аминогруппы пластика 2 может быть уже функционализирована винильными группами в соответствии с изобретением, и в этом случае материал 1 представляет собой выполненный с возможностью лакирования материал 1´ в соответствии с изобретением. В ином случае представленный материал 1 представляет собой исходный материал для способа в соответствии с изобретением для изготовления выполненного с возможностью лакировки материала 1´.

Показанный на фиг. 2b материал 1 представляет собой слоистый материал, к примеру, компактную плиту. Сердцевина 7 образована стопкой из пропитанной фенольной смолой крафт-бумаги (к примеру, 90 слоев), верхний слой 4 может опять же, как и на фиг. 2а, представлять собой пропитанную меламиновой смолой декоративную бумагу и расположенную над ней пропитанную меламиновой смолой покрывную бумагу («оверлей»), которые вместе с сердцевиной 7 из пропитанной бумаги спрессованы горячим способом в материал 1. К остальным признакам относится, соответственно, все уже сказанное в отношении фиг. 2а.

Как показано на фиг. 2 с, материал 1 может также представлять собой просто снабженную структурированием 3 несущую плиту 5. Она имеет поверхность из содержащего аминогруппы пластика 2. Несущая плита 5 может состоять, к примеру, из содержащего аминогруппы пластика 2 или может быть покрыта им. Несущая плита 5 может также представлять собой плиту на основе древесины (к примеру, стружечную плиту, волокнистую плиту или OSB-плиту), полученную из содержащих лигноцеллюлозу частиц, которые были склеены посредством аминопластового связующего материала и спрессованы в плиту на основе древесины. Аминогруппы на поверхности 2 представляют собой в этом случае оставшиеся концевые первичные аминогруппы и вторичные аминогруппы отвержденной аминопластовой смолы. Несущая плита имеет структурирование 3, по меньшей мере на поверхности 2 с верхней стороны. Все, что было сказано в отношении фиг. 2а, относится и к этому варианту осуществления.

Фиг. 3 схематично демонстрирует детальный обзор реакций, которые происходят на представленной на фиг. 1 и 2 поверхности из содержащего аминогруппы пластика 2 при функционализации посредством функционализирующего реагента 8 в соответствии с изобретением. На фиг. 3а и фиг. 3 с на поверхности из содержащего аминогруппы пластика 2 репрезентативно показана, соответственно, одна единственная вторичная аминогруппа (-NHR). Само собой разумеется, что поверхность из содержащего аминогруппы пластика 2 будет содержать множество таких вторичных аминогрупп, но также и первичных аминогрупп (-NH₂), которые, соответственно, также могут соответствующим образом вступать в реакции с функционализирующим реагентом 8. Функционализирующий реагент 8 имеет по меньшей мере три части молекулы: (1) первая функциональная группа А, которая имеет винильную группу 9, (2) вторая функциональная группа В, которая представляет собой группу, реакционноспособную по отношению к аминогруппам содержащего аминогруппы пластика, и (3) промежуточная часть молекулы, которая обозначается в данном случае как «спейсер» 10. В случае, если речь идет о более сложных молекулах, то длина спейсера обозначает кратчайший путь между группами А и В. В предпочтительном варианте длина спейсера составляет от 2 до 20 атомов углерода, в частности от 2 до 10 атомов углерода, причем могут иметь место и другие гетероатомы между атомами углерода. Функционализирующий реагент 8 является при этом по меньшей мере бифункциональной молекулой, так как имеет по меньшей мере функциональные группы А и В.

На фиг. 3а и 3b функционализирующий реагент 8 представлен лишь схематично. Под представленной на фиг. 3а функциональная группа А может представлять собой любую из функциональных групп, которая содержит винильную группу 9. Группа А может также состоять из винильной группы. Представленная на фиг. 3а функциональная группа В может представлять сбой любую группу, реакционноспособную по отношению к аминогруппам содержащего аминогруппы пластика. Группа В может представлять собой, к примеру, эпоксид, ангидрид кислоты, хлорангидрид кислоты, азид кислоты, сульфонилхлорид, кетон, альдегид, карбоновые кислоты, сложные эфиры, в частности, сложные эфиры N-гидроксисукцинимида, имидоэфиры, или карбонаты, карбодиимид, изоцианат, изотиоцианат, алкилгалогенид, арилгалогенид, алкин или винильные группы, к примеру, акрилат, метакрилат или акриламид. На фиг. 3 с и 3d на примере гександиолдиакрилата (HDDA) показан конкретный функционализирующий реагент 8. В этой симметрично сформированной молекуле как группа А, так и группа В, представляют собой акрилатную группу. Спейсер 10 состоит в данном случае из шести -CH₂-групп.

Функционализирующий реагент 8 в соответствии с изобретением наносится на поверхность из содержащего аминогруппы пластика 2, в результате чего имеет место компоновка, схематично представленная на фиг. 3а и 3с. За счет задачи соответствующих условий реакции на поверхности 2 происходит реакция между имеющимися там аминогруппами и реакционноспособной группой В функционализирующего реагента 8 и, таким образом, прививка функционализирующего реагента на аминогруппу на поверхности содержащего аминогруппы пластика, с образованием ковалентной связи 11, как показано на фиг. 3b и 3d. Таким образом, поверхность 2 была ковалентно функционализирована винильными группами 9, которые теперь доступны там для реакции, к примеру, с радиационно-отверждаемым лаком. Фиг.3b и 3d демонстрируют, таким образом, детальное изображение функционализированной поверхности выполненного с возможностью лакировки материала 1´ в соответствии с изобретением.

Условия реакции, которые между фиг. 3а и 3b или 3 с и 3d символически представлены посредством стрелки реакции, сильно зависят от природы и химизма реакционноспособной группы B в функционализирующем реагенте. Если реакционноспособная группа B представляет собой винильную и, в частности, акрилатную группу, то достаточно облучения излучением высокой энергии, такого как электронные лучи или УФ-свет, чтобы имела место представленная на фиг. 3c и 3d реакция присоединения Аза-Михаэля.

Функционализированные винильными группами поверхности материала затем могут быть покрыты лаком или складированы. Если для функционализации выбрана необратимая реакция (к примеру, реакция присоединения Аза-Михаэля), то функционализированные винильными группами поверхности материала выявляют себя как хорошо пригодные для хранения. Однако, есть также преимущества в том, что функционализированные поверхности материала можно непосредственно подвергать дальнейшей обработке, в частности, покрывать лаком, так как избыток функционализирующего реагента не мешает, а, напротив, может полимеризироваться непосредственно в слой лака. При складировании рекомендуется, во избежание загрязнений или размазывания, соблюдать меры предосторожности, такие как складирование по одной плите, складирование с промежуточным слоем или с очисткой от излишков. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления за стадией функционализации винильными группами непосредственно следует стадия лакировки функционализированной поверхности материала.

При непосредственной лакировке это не мешает, так как реагент полимеризуется. Фиг. 4а-4 с демонстрируют уже описанные в связи с фиг. 2а-2 с материалы, на этот раз, однако, после винильной функционализации в соответствии с изобретением и последующей лакировки. Непосредственно на функционализированном винильными группами (не изображены) верхнем слое 4 теперь находится слой из радиационно-отверждаемого лака 12. К примеру, непосредственно на функционализированную в соответствии с изобретением структурированную поверхность из меламиновой смолы может быть нанесен стандартный акрилатный покрывной лак с толщиной слоя 5-15 г/м². Ввиду того, что от нанесения праймера или грунтовки в соответствии с изобретением можно отказаться, лаковый слой 12 может быть нанесен настолько тонко, что имеющееся в верхнем слое 4 материала 1 структурирование 3 сохраняется даже после нанесения лака (сравнить фиг. 2а-2с перед лакировкой и фиг. 4а-4с после лакировки). Таким образом, возможно также сохранять в лакированной форме, к примеру, структурированные поверхности из аминопластовой смолы, которые схематично представлены на фиг. 1 на виде сверху. Заявители неожиданно обнаружили, что, если скомбинировать такое структурирование 3 поверхности с матовым лаком 12 или эксимерным отверждением лакового слоя 12, то можно получить кажущиеся натуральными поверхности материала, практически неотличимые от оригинала (к примеру, паркета из натурального дерева) по внешнему виду, ощущениям и температуре, и в то же время получить улучшенные свойства поверхности (к примеру, устойчивость к микроцарапинам, атмосферным воздействиям и химическим веществам).

Фиг. 5 служит для иллюстрации преимуществ изобретения, по сравнению с уровнем техники. На фиг. 5а представлено в увеличенном масштабе поперечное сечение верхнего слоя 4, которое можно видеть, к примеру, также на фиг. 2а-2с. Верхний слой 4 имеет структурирование 3 и состоит из или содержит в своем составе содержащий аминогруппы пластик 2 (к примеру, меламиновую смолу), вследствие чего имеет поверхность из содержащего аминогруппы пластика 2. Если бы такую поверхность из меламиновой смолы хотели покрыть радиационно-отверждающимся лаком 12 (к примеру, акрилатным лаком) в соответствии с уровнем техники, то сначала необходимо было бы нанести слой 13 грунтовки или праймера на структурированную поверхность из меламиновой смолы, так как радиационно-отверждающиеся лаки очень плохо адгезируют на ней. Многослойная лаковая структура 12, 13 имеет как следствие - по сравнению с наибольшей разницей по высоте и глубине в структурировании 3 (значение Rz) - существенную толщину лакового слоя. За счет нанесения лака фактура структурирования нивелируется. Поэтому, в соответствии с уровнем техники не имеет смысла, к примеру, нанесение лака на снабженную структурой древесины поверхность из меламиновой смолы (см. фиг. 1), которая часто используется, к примеру, в качестве поверхности мебели или напольного ламината. Такое лакирование свело бы на нет изначально заданное структурирование.

За счет использования изобретения, напротив, становится возможным нанесение лака на структурированные поверхности из аминопластовой смолы. Фиг. 5с демонстрирует выполненную с возможностью лакировки поверхность в соответствии с изобретением, аналогичную фиг. 5а, в виде поперечного сечения верхнего слоя 4, как можно видеть и на фиг. 2а-2с, в увеличенном масштабе. Как и на фиг. 5а верхний слой 4 на фиг. 5с также имеет поверхность из содержащего аминогруппы пластика 2, на которую было нанесено структурирование 3. Как следует из сравнения фиг. 5a с фиг. 5c, выполненный с возможностью лакировки материал 1´ в соответствии с изобретением на фиг. 5с имеет, однако, функционализированную винильными группами 9 поверхность (см. фиг. 3b и 3d). Как представлено на фиг. 5d, на эту функционализированную в соответствии с изобретением винильными группами 9 поверхность может быть непосредственно нанесен слой радиационного-отверждаемого лака 12, без необходимости предварительного нанесения слоя 13 грунтовки или праймера. Фиг. 5d демонстрирует нанесенный слой радиационно-отверждаемого лака еще до радиационного отверждения, что можно видеть по еще имеющимся винильным группам 9. Во время радиационно-индуцированной свободно-радикальной полимеризации лакового слоя 12 имеющиеся на поверхности 2 винильные группы 9 полимеризуются в лаковую пленку, которая ковалентно закрепляется в верхнем слое 4 материала. Это объясняет наблюдаемую превосходную адгезию радиационно-отверждаемых лаков на обеспеченных в соответствии с изобретением выполненных с возможностью лакировки поверхностях материала. Так как введенные в поверхность 2 винильные группы 9 во время радиационного отверждения вступают в реакцию с лаком, то они более не обнаруживаются по окончании отверждения лакового слоя 12. Поэтому, в поперечном сечении лакированный материал в соответствии с изобретением просто выглядит так, как если бы не использовался никакой слой праймера или грунтовки. На подложке можно видеть только саму лаковую пленку.

В отличие от уровня техники (см. фиг. 5с), в соответствии с изобретением при лакировании структурированной поверхности материала, это структурирование остается даже после нанесения лака, так как при отсутствии слоя праймера или грунтовки возможно сформировать слой лака значительно меньшей толщины. Поэтому, фиг. 5d демонстрирует имеющийся в лакированном материале в соответствии с изобретением структурированный лаковый слой, который соответствует структурированию поверхности материала перед нанесением лака (сравнить фиг. 5а или 5с с фиг. 5d).

Фиг. 6 демонстрирует в качестве примера установку и способ изготовления выполненного с возможностью лакировки материала в соответствии с изобретением, который затем обрабатывается далее непосредственно в лакированный материал в соответствии с изобретением. Посредством первого, второго и третьего подающих транспортеров 14, 15, 16 плита на основе древесины в качестве несущей плиты 5 с расположенным снизу стабилизирующим слоем 6 (показан как расположенный снизу жидкий стабилизирующий слой, последний может быть подан также посредством отдельного четвертого подающего транспортера), а также пропитанная меламиновой смолой декоративная бумага 18 и пропитанная меламиновой смолой покрывная бумага 19 размещаются на загрузочном транспортере 30 в виде стопки 20 для прессования. Загрузочный транспортер 30 с целью упрощения изображен в виде непрерывной конвейерной ленты. Однако на практике речь идет о нескольких отдельных конвейерных лентах, скорости и характеристики поверхностей которых согласованы с соответствующей стадией способа. Стопка 20 для прессования проходит затем короткотактный пресс 21, который на обращенной к покрывной бумаге стороне оснащен структурированной прессующей пластиной 22. Обеспеченная в прессующей пластине структура является в данном примере негативным отображением представленной на фиг. 1 текстуры древесины. В короткотактном прессе стопка для прессования при температуре от 180°C до 230°C и удельном давлении прессования (активное давление на поверхности пластины) от 50 до 300 Н/см² прессуется в материал 1, который представляет собой плиту ламината, которая имеет снабженную структурированием 3 содержащую аминогруппы поверхность 2. На поверхности 2 в отвержденной меламиновой смоле присутствуют как концевые первичные аминогруппы, так и вторичные аминогруппы. Материал 1 соответствует известному из уровня техники материалу со структурированной поверхностью, который изготавливается в различных вариантах в качестве напольного покрытия или конструктивного элемента мебели и уже имеется на складах для промежуточного хранения.

Поэтому, изготовление материала 1 показано в верхней части фиг. 6 лишь для полноты картины. Материал 1 пригоден для складирования, и здесь процесс осуществления способа может быть прерван. Прежде всего, на практике можно использовать многочисленные уже имеющиеся материалы 1 со структурированными, содержащими аминогруппы поверхностями 2, 3. Они могут без предварительной обработки подаваться в процесс осуществления способа в соответствии с изобретением для функционализации поверхности с последующей лакировкой. Это является еще одним преимуществом решения в соответствии с изобретением.

Материал 1 со структурированной содержащей аминогруппы поверхностью 2, 3 подается на устройство 23 для нанесения функционализирующего реагента 8 в соответствии с изобретением. В представленном варианте осуществления используется функционализирующий реагент с двумя акрилатными группами (к примеру, дипропиленгликольдиакрилат, трипропиленгликольдиакрилат или гександиолдиакрилат). В устройстве 23 функционализирующий реагент 8 наносится на структурированную содержащую аминогруппы поверхность 2, 3 материала 1. На фиг. 6 нанесение функционализирующего реагента 8 в устройстве 23 изображено в виде распыления. Однако, возможны также многочисленные альтернативные способы нанесения, как представлено в описании, в частности, нанесение посредством валика, как показано на фиг. 6 для устройства нанесения радиационно-отверждаемого лака 26.

На следующей стадии осуществляется процесс введения в реакцию нанесенного функционализирующего реагента 8 с аминогруппами на поверхности 2 материала посредством задачи соответствующих условий реакции. Если реакционноспособная по отношению к аминогруппам поверхности материала группа в функционализирующем реагенте представляет собой винильную группу, в частности, такую, которая находится по соседству с оттягивающей электроны группой (к примеру, в акрилатной группе), то реакция может протекать в форме радиационно-индуцированной реакции присоединения Аза-Михаэля.

Содержащая аминогруппы поверхность 2 материала 1, на которую был нанесен функционализирующий реагент 8, подвергается для этого воздействию источника 24 излучения. Излучение 25 высокой энергии (к примеру, УФ- или электронные лучи) попадает на поверхность 2 и инициирует там реакцию Аза-Михаэля по присоединению акрилатной группы функционализирующего реагента 8 к аминогруппам на поверхности 2 (см. фиг. 3а-3d). Таким образом, функционализирующий реагент 8 прививается за счет этого на поверхность 2 материала, что приводит к ковалентной функционализации поверхности 2 винильными группами. Функционализированный таким образом материал 1´ представляет собой выполненный с возможностью лакировки материал изобретения.

На выполненный с возможностью лакировки материал 1´ непосредственно после или в отдельном процессе может быть нанесен радиационно-отверждаемый лак 12. Для этого материал 1´ проходит устройство 26 для нанесения радиационно-отверждаемого лака 12. На фиг. 6 нанесение лака в устройстве продемонстрировано посредством валика, однако, возможны также любые другие известные специалисту в данной области способы нанесения радиационно-отверждаемых лаков. Нанесенный слой 12 радиационно-отверждаемого лака затем отверждается известным из уровня техники способом посредством излучения 25, 28 высокой энергии. В представленной на фиг. 6 установке дополнительно к фактически необходимому для отверждения второму источнику 29 излучения (к примеру, УФ-лампе или электронному излучателю) обеспечен еще один расположенный выше по ходу источник 27 эксимерного излучения. В нем нанесенный лаковый слой подвергается воздействию эксимерного излечения 28 (172 нм), вследствие чего происходит микроструктурирование лакированной поверхности, представленное более детально в описании. Полученный таким образом лакированный материал 1´´ имеет, таким образом, не только макроскопически структурированную лакированную поверхность, которая соответствует имеющемуся в выполненном с возможностью лакировки материале структурированию 3 поверхности (к примеру, текстуре древесины, см. вид сверху на фиг. 1), но и дополнительно еще и микроструктурирование, которое создает особую матовость и придает поверхности материала 1´´ еще и свойства защиты от отпечатков пальцев.

Фиг. 7 демонстрирует графическое изображение, которое иллюстрирует измеренные в соответствии с DIN EN ISO 4287 значения показателей Rz, Rz Max и Rt. При этом Rz обозначает усредненную разницу между самым высоким и самым низким профилем (среднее из пяти представленных значений Rz от 1 до 5); Rz Max - самое высокое измеренное место (наибольшее значение Rz, которое было определено); Rt - общую высоту профиля (расстояние между самым высоким пиком и самой глубокой впадиной профиля по всей определяемой длине ln).

Примеры осуществления

Во всех примерах осуществления использовались промышленно изготовленные ламинированные напольные покрытия или панели для отделки мебели со структурированной поверхностью из меламиновой смолы производства компании EGGER. При этом речь шла о плитах CPL со следующей структурой слоев: стабилизирующий слой, сердцевина из МДФ, пропитанная меламиновой смолой декоративная и покрывная бумага, причем в последней при прессовании посредством соответствующим образом сформированных прессующих пластин методом тиснения были сформированы следующие структуры:

ST67 - F870 шиферная декоративная бумага, коммерческое обозначение «CERAMIC», с неравномерным шероховатым рисунком (сплошная структура / отсутствие синхронной структуры)

ST69 - декоративная бумага «натуральная пора» - аутентичная, точная по декору текстура древесины в комбинации с синхронной структурой поверхности

ST28 - декоративная бумага «гладстонский дуб» (внешний вид дуба в классическом стиле) в комбинации с синхронной структурой поверхности ST28 «нежная древесная структура» (на ощупь дуб, подвергнутый пескоструйной обработке).

F1 - текстура древесины по всей структуре.

Серия испытаний 1

Как представлено в последующей таблице, структурированные поверхности плит из меламиновой смолы либо вообще не подвергались обработке (Сравнительные Примеры 1, 3, 5 и 8), либо на них наносилось валиком 0,5 г/м² гександиолдиакрилата (HDDA), а затем облучалось УФ-лампой (Примеры 2, 7 и 10 в соответствии с изобретением; облучение производилось посредством ртутного излучателя мощностью 80 Вт, со скоростью подачи 10 м/мин, с дозой УФ-А>350 МДж/см²), или наносился валиком коммерчески доступный УФ-праймер для поверхностей из меламиновой смолы (ICA UVF5782) в количестве 4 или 4-5 г/м² и подвергался УФ-облучению (Сравнительные Примеры 4, 6 и 9; облучение производилось также посредством ртутного излучателя мощностью 80 Вт, со скоростью подачи 10 м/мин, с дозой УФ-А>350 МДж/см²). Функционализированные винилом HDDA в соответствии с изобретением или грунтованные в соответствии с уровнем техники поверхности затем лакировались коммерчески доступными композициями УФ-отверждаемого покрывного лака (акрилатный лак, ICA UVS5595) и подвергались УФ-отверждению в соответствии с инструкциями производителя. Для этого после нанесения покрывного лака при скорости 15 м/мин сначала проводилось эксимерное отверждение (от IST) посредством двойного облучения ртутным излучателем мощностью 120 Вт для окончательного отверждения.

Степень блеска ниже 60° и 85° была определена в соответствии с ÖNORM EN ISO 2813 (версия 2015-01-01). Также были определены характеристики поверхности профильным методом в соответствии с DIN EN ISO 4287 (версия от октября 1998 года). Определение значения Rz такое же, как указано в описании и на фиг. 7.

Адгезия была определена с помощью «Hamberger Hobel», стандартного испытательного прибора фирмы Hamberger Industriewerke, с помощью которого можно проводить монетный тест при определенных условиях. Металлическая деталь с ребром, похожим на монету, с регулируемым давлением перемещается по лакированной поверхности. В результате в ньютонах выражается усилие, при котором еще не может быть обнаружено побеление при нагружении. Все результаты выше 15 ньютонов, в принципе, могут рассматриваться как приемлемые.

Были получены следующие результаты испытаний:

Таблица 2 Образец Функционализация винильными группами УФ-праймер УФ-покрывной лак Блеск 60° Блеск 85° Rz ΔRz Hamberger Hobel 1*
2 ST67
ST67 -
0,5 г/м² HDDA, УФ -
- -
7 г/м² 6,2
3,2 12,8
6,9 21,3
24,9 3,6 >40 H
>40 H 3*
4** ST69
ST69 -
- -
4 г/м² -
12 г/м² 5,2
1,8 10,6
14,2 61,1
22,1 -39,0 >40 H
<15 H 5*
6**
7 ST28
ST28
ST28 -
-
0,5 г/м² HDDA, УФ -
4-5 г/м²
- -
7-8 г/м²
7 г/м² 4,1
5,8
3 10,8
32,1
11,2 55,1
43,7
70,9 -
-11,4
15,8 >30 H
<10 H
>30 H 8*
9**
10 F1
F1
F1 -
-
0,5 г/м² HDDA, УФ -
4-5 г/м²
- -
7-8 г/м²
7 г/м² 8,4
7,6
3,1 23,2
28,4
12,3 35,1
28,4
38,0 -
-6,7
2,9 >40 H
<15 H
>40 H

* не в соответствии с изобретением (исходный продукт, структурированная поверхность с меламиновой смолой);

** не в соответствии с изобретением (лакирован с использованием УФ-праймера и УФ-лака).

Сравнение образцов 1* и 2 демонстрирует то, что за счет функционализации в соответствии с изобретением возможно наносить УФ-лак непосредственно на поверхность из меламиновой смолы, без ухудшения адгезионной связи (монетный тест Hamberger Hobel). За счет использования матового УФ-лака поверхности из меламиновой смолы с неестественно сильным блеском можно придать матовость (блеск 60° при примерно 3, см. Примеры 2, 7 и 10 в соответствии с изобретением в сравнении с соответствующими поверхностями 1*, 5* и 8* из меламиновой смолы) и, вместе с тем, сохранить или даже еще усилить соответствующую декору структуру поверхности (разность [Δ] в значениях Rz от неизменной до положительной в Примерах 2, 7 и 10 в соответствии с изобретением). В отличие от этого, нанесение одного слоя стандартного УФ-праймера с последующей лакировкой приводит даже при использовании относительно тонких слоев (обычно для УФ-праймеров до 10 г/м² и для покрывного лака до 15 г/м²) к значительному снижению значения Rz после лакировки (см. отрицательную разность [Δ] значений Rz в Сравнительных Примерах 4**, 6** и 9**).

Дополнительно была определена еще и устойчивость поверхностей к микроцарапинам в соответствии с DIN EN 16094 (стандарт Мартина Дейла для напольных покрытий). (Рейтинг 1-5; 1 - лучший рейтинг, 5 - худший рейтинг).

Поверхность - не лакированная
(Образцы 1*, 3*, 5* и 9*) Поверхность - лакированная
(Образцы 2, 7 и 10) Тест Мартина Дейла А >А2 А1 Тест Мартина Дейла В >В3 В1

В то время как не лакированные поверхности из меламиновой смолы были очень восприимчивы в отношении микроцарапин, за счет использования лакового покрытия в соответствии с изобретением стало возможно значительно повысить стойкость к микроцарапинам, при сохранении первоначально имевшегося структурирования.

Экспертиза образцов 1-10 проводилась далее еще и в ходе слепого эксперимента обученными специалистами фирмы EGGER. Эта экспертиза выявила тот факт, что образцы 2, 7 и 10 в соответствии с изобретением бесспорно имели наиболее естественный внешний вид из всех 10 образцов, и по внешнему виду, а также по ощущениям и температуре на ощупь были практически неотличимы от имитируемого оригинала (поверхность из шпона / натурального дерева, декор из камня / керамики или текстильное декоративное изображение с гладкой структурой).

Серия испытаний 2

Результаты, аналогичные полученным в серии испытаний 1 с использованием УФ-праймера ICA UVF5782 и покрывного лака ICA UVS5595, были получены также в многочисленных экспериментах с другими стандартными УФ-праймерами (протестированы: Plantag 74170, Remmers UV120-112, Teknos E114203, Sherwin Williams UL/61099-469, Votteler L5405524) и покрывными лаками (протестированы: Plantag 75773.6, Teknos E120239, Bergolin 2U073, Bona 7720, Akzo Nobel UV TOP 103939). Винильная функционализация в соответствии с изобретением всегда превосходила традиционные УФ-праймеры за счет меньшей толщины слоя и лучшей адгезии.

Серия испытаний 3

Была проведена серия испытаний, аналогичная описанной для серии испытаний 1, только вместо HDDA в качестве функционализирующего реагента был использован бутандиолдиакрилат (BDDA). Выявили себя такие же хорошие результаты, что и в серии испытаний 1. Винильная функционализация в соответствии с изобретением всегда превосходила традиционные УФ-праймеры за счет меньшей толщины слоя и лучшей адгезии.

Серия испытаний 4

Была проведена серия испытаний, аналогичная описанной для серии испытаний 1, только вместо HDDA в качестве функционализирующего реагент была использован дипропиленгликольдиакрилат (DPGDA). Выявили себя такие же хорошие результаты, что и в серии испытаний 1. Винильная функционализация в соответствии с изобретением всегда превосходила традиционные УФ-праймеры за счет меньшей толщины слоя и лучшей адгезии.

Серия испытаний 5

Была проведена серия испытаний, аналогичная описанной для серии испытаний 1, только вместо HDDA в качестве функционализирующего реагента был использован триметилолпропантриакрилат (TMPTA). Выявили себя такие же хорошие результаты, что и в серии испытаний 1. Винильная функционализация в соответствии с изобретением всегда превосходила традиционные УФ-праймеры за счет меньшей толщины слоя и лучшей адгезии.

Серия испытаний 6

Пример 1

Аналогично тому, как было описано для серии испытаний 1, декор поверхности мебели H3399 со структурой ST28 (необработанный образец) функционализировался посредством HDDA (1 г/м²). В качестве сравнительного примера вместо этого был использован традиционный УФ-праймер (Plantag Primer 74170.5) в объеме нанесения 4 г/м². Согласно техническому описанию он содержит: пропилидинтриметанол, этоксилированный, сложный эфир с акриловой кислотой; 2-этилгексилакрилат и 2-гидрокси-3-феноксипропилакрилат. В качестве покрывного лака в обоих случаях наносился УФ-лак фирмы Plantag 78700.1 (8 г/м²). Согласно техническому описанию он содержит: 1,6-гександиолдиакрилат, акриловую смолу и метилбензоилформиат. Однако, в отличие от серии испытаний 1, эксимерное отверждение не производилось. Были получены следующие результаты:

Значение Rt Степень блеска Hamberger Hobel Стандарт Мартина Дейла
(DIN EN 16094) Необработанный образец 78,8 мкм 4,1 (60°) 40 Н В2/A3 HDDA+Plantag
покрывной лак 78700.1 78 мкм 7,3 (60°) 40 Н В1/A1 Plantag праймер 74170.5+Plantag
покрывной лак 78700.1 73 мкм 8,5 (60°) 10 Н В1/A1

Пример 2

Аналогично тому, как было описано для серии испытаний 1, напольная панель с деревянным декором H1007 «паркетный дуб» и более плоской структурой, чем поверхность, функционализировалась посредством DPGDA (объем нанесения 1,5 г/м²). В качестве сравнительного примера вместо этого использовался традиционный УФ-праймер (UVILUX Primer 621-183) в объеме нанесения 4 г/м². Согласно техническому описанию он содержит: экзо-1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гепт-2-илакрилат, диакрилат дипропиленгликоля, 2-пропеновую кислоту, 2-метил-,2-гидроксиэтиловый эфир и этилфенил(2,4,6-триметилбензоил)фосфинат.В обоих случаях в качестве покрывного лака наносился УФ-покрывной лак фирмы Bona (артикул №7720, акрилатный лак, объем нанесения 8 г/м²) и отверждался посредством эксимера, как описано в серии испытаний 1. Были получены следующие результаты:

Значение Rt Степень блеска Hamberger Hobel Стандарт Мартина Дейла
(DIN EN 16094) Необработанный образец 49 мкм 8,4 (60°) 40 Н В2/A3 DPGDA+Bona UT 7720 47,2 мкм 3,1 (60°) 40 Н В1/A1 UVILUX праймер
621-183+
Bona UT 7720 36 мкм 3,3 (60°) 12 Н В1/A1

Пример 3

Аналогично тому, как было описано для серии испытаний 1, панель с синхронной структурой ST 69 на деревянном декоре H2820 как поверхность функционализировалась посредством TMPTA (0,5 г/м²). В качестве сравнительного примера вместо этого был использован традиционный УФ-праймер (Bergolin 1U080) в объеме нанесения 4 г/м². Согласно техническому описанию он содержит: 4-(1,1-диметил)циклогексилакрилат, (5-этил-1,3-диоксан-5-ил)метилакрилат, этилфенил(2,4,6-триметилбензоил)фосфинат и 1,1,1-тригидроксиметилпропилтриакрилат. В качестве покрывного лака в обоих случаях использовался Bergolin UV Topcoat 2U080-090, бесцветный (ненасыщенная акрилатная смола, 11 г/м²) и отверждался посредством эксимера, как описано в серии испытаний 1. Согласно техническому описанию покрывной лак содержит: 1,6-гександиолдиакрилат (5-этил-1,3-диоксан-5-ил)метилакрилат, бис(1,2,2,6,6-пентаметил-4-пиперидил)себакат этилфенил(2,4,6-триметилбензоил)фосфинат, метил-1,2,2,6,6-пентаметил-4-пиперидилсебазат и 1,1,1-тригидроксиметилпропилтриакрилат. Были получены следующие результаты:

Значение Rt Степень блеска Hamberger Hobel Стандарт Мартина Дейла
(DIN EN 16094) Необработанный образец 65 мкм 10,4 (60°) 35 Н В2/A3 TMPTA+Bergolin 2U080 63,8 мкм 1,8 (60°) 35 Н В1/A1 Bergolin 1U080
Bergolin 2U080 54,2 мкм 5,2 (60°) 10 Н В2/A2

Как показывает сравнение значений Rt для Примеров 1-3, структура при нанесении лака в соответствии с изобретением всегда сохраняется наилучшим образом. Лакированные в соответствии с изобретением поверхности имеют такие же хорошие результаты Hamberger Hobel, как и исходные поверхности из меламиновой смолы (необработанные образцы), однако, в тесте Мартина Дейла они достигают таких же хороших значений, как и покрытие УФ-лаком поверхности из меламиновой смолы.

Изобретение относится к выполненному с возможностью лакировки материалу со структурированной поверхностью из содержащего аминогруппы пластика, причем по меньшей мере часть аминогрупп на структурированной поверхности является ковалентно функционализированной виниловыми группами на структурированной поверхности за счет наращивания функционализирующего реагента. Из такого выполненного с возможностью лакировки материала можно получить лакированные материалы со структурированными лакированными поверхностями, которые так же, как и способ их изготовления, являются предметом изобретения. Изобретение относится также к применению виниловой функционализации в качестве замены для слоя праймера или грунтовки при лакировке структурированных поверхностей из содержащего аминогруппы пластика радиационно-отверждаемыми лаками. Изобретение обеспечивает получение структурированных лакированных поверхностей на подложках из содержащих аминогруппы пластиков простым и экономичным способом. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 14 ил., 2 табл., 3 пр.

1. Выполненный с возможностью лакировки материал с поверхностью из содержащего аминогруппы пластика, отличающийся тем, что указанная поверхность является структурированной и, что по меньшей мере часть аминогрупп на структурированной поверхности содержащего аминогруппы пластика является ковалентно функционализированной винильными группами за счёт прививки функционализирующего реагента.

2. Выполненный с возможностью лакировки материал по п. 1, отличающийся тем, что функционализирующий реагент содержит по меньшей мере одну винильную группу и еще по меньшей мере одну группу, реакционноспособную по отношению к аминогруппам содержащего аминогруппы пластика.

3. Выполненный с возможностью лакировки материал по п. 1 или 2, отличающийся тем, что функционализирующий реагент имеет молекулярную массу от 90 до 2000, предпочтительно от 95 до 1100 и особенно предпочтительно от 95 до 600.

4. Выполненный с возможностью лакировки материал по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанная группа, реакционноспособная по отношению к аминогруппам содержащего аминогруппы пластика, в функционализирующем реагенте выбрана и из группы, состоящей из эпоксидов, ангидридов, хлорангидридов кислот, азидов кислот, сульфонилхлоридов, кетонов, альдегидов, карбоновых кислот, сложных эфиров, в частности, сложных эфиров N-гидроксисукцинимида, имидоэфиров или карбонатов, карбодиимидов, изоцианатов, изотиоцианатов, алкилгалогенидов, арилгалогенидов, алкинов и винильных групп, таких, к примеру, как акрилат, метакрилат или акриламид.

5. Выполненный с возможностью лакировки материал по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанная группа, реакционноспособная по отношению к аминогруппам содержащего аминогруппы пластика, в функционализирующем реагенте также представляет собой винильную группу.

6. Выполненный с возможностью лакировки материал по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что прививка включает в себя нанесение функционализирующего реагента в количестве менее 5 г/м², в частности менее 2 г/м² или менее 1 г/м², на структурированную поверхность содержащего аминогруппы пластика, а также последующий нагрев или облучение УФ- или электронными лучами.

7. Выполненный с возможностью лакировки материал по п. 4 или 5, отличающийся тем, что функционализирующий реагент выбран из группы, состоящей из ди-, три-, тетра-, пента- или более высокофункциональных акрилатов, метакрилатов, виниловых простых эфиров и аллиловых простых эфиров, причем функционализирующий реагент предпочтительно выбран из группы, состоящей из триметилолпропантриакрилата, дипропиленгликольдиакрилата, трипропиленгликолдиакрилата, гександиолдиакрилата, пентаэритриттетраакрилата, дипентаэритритпентаакрилата, дипентаэритритгексаакрилата, неопентилгликольдиакрилата, а также пропоксилированных или этоксилированных вариантов этих соединений, полиалкиленгликольдиакрилатов, в частности, полиэтиленгликольдиакрилатов, дивиниловых простых эфиров, в частности, дивиниловых простых эфиров диэтиленгликоля, дивиниловых простых эфиров триэтиленгликоля или дивиниловых простых эфиров циклогександиметанола, и диаллиловых простых эфиров.

8. Выполненный с возможностью лакировки материал по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что винильные группы на поверхности материала и/или в функционализирующем реагенте выбраны из группы, состоящей из акрилатов, метакрилатов, виниловых простых эфиров, аллиловых простых эфиров, а также винилароматических соединений, причем последние могут быть выбраны, в частности, из стирола, С_1-4-алкилзамещённого стирола, стильбена, винилбензилдиметиламина, (4-винилбензил) диметиламиноэтилового простого эфира, Ν,Ν-диметиламиноэтилстирола, трет-бутоксистирола и винилпиридина.

9. Выполненный с возможностью лакировки материал по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что содержащий аминогруппы пластик выбран из группы, состоящей из аминопластовых смол, аминополисилоксанов, поливиниламинов, полиалкилениминов, аминоэпоксидных смол и полиуретанов с концевыми аминогруппами.

10. Выполненный с возможностью лакировки материал по п. 9, отличающийся тем, что содержащий аминогруппы пластик представляет собой аминопластовую смолу, в частности меламино-формальдегидную смолу или меламино-мочевино-формальдегидную смолу.

11. Выполненный с возможностью лакировки материал по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что материал представляет собой материал в форме листа или плиты, в частности плиту на основе древесины; покрытую содержащим аминогруппы пластиком несущую плиту; пропитанную или снабжённую покрытием бумагу, или ламинат, содержащий один или более пропитанных или снабжённых покрытием слоев бумаги, в частности, ламинат низкого давления (DPL), ламинат высокого давления (HPL) или ламинат непрерывного давления (CPL), компактную плиту или другой слоистый материал.

12. Лакированный материал со структурированной лакированной поверхностью, получаемый путем: (а) обеспечения выполненного с возможностью лакировки материала по любому из пп. 1-11, (b) нанесения слоя радиационно-отверждаемого лака на модифицированную винильными группами структурированную пластиковую поверхность материала, (с) радиационного отверждения лакового слоя.

13. Лакированный материал по п. 12, отличающийся тем, что радиационно-отверждаемый лак представляет собой покрывной лак и лакированный материал не содержит слоя праймера или грунтовки для лака.

14. Лакированный материал по п. 12 или 13, отличающийся тем, что общее количество нанесённого на поверхность пластика радиационно-отверждаемого лака составляет менее 20 г/м², в частности менее 15 г/м² или менее 10 г/м².

15. Лакированный материал по любому из пп. 12-14, отличающийся тем, что слой лака представляет собой отвержденный посредством эксимера слой лака и/или он имеет степень блеска ниже 10, предпочтительно ниже 5, соответственно, измеренную в соответствии с EN ISO 2813 с геометрией 60°.

16. Выполненный с возможностью лакировки материал по любому из пп. 1-11 или лакированный материал по любому из пп. 12-15, отличающийся тем, что структурированная поверхность материала или структурированная лакированная поверхность имеет значение Rz, измеренное в соответствии с DIN EN ISO 4287, равное по меньшей мере 10 мкм, в частности по меньшей мере 15 мкм или по меньшей мере 20 мкм.

17. Выполненный с возможностью лакировки или лакированный материал по п. 16, отличающийся тем, что структура структурированной поверхности материала или структурированной лакированной поверхности является первоначально полученной посредством тиснения, каширования, каландрования, травления, лазерной обработки или печати декоративной структурой, которая, в частности, представляет собой структуру поверхности древесины, натурального камня, искусственного камня, керамики, металла, мозаики, половой доски, керамической плитки, швов, или любую другую видимую невооруженным глазом декоративную структуру.

18. Способ изготовления выполненного с возможностью лакировки материала по любому из пп. 1-11, включающий в себя следующие стадии:

a) обеспечение материала со структурированной поверхностью из содержащего аминогруппы пластика,

b) ковалентную функционализацию структурированной поверхности винильными группами посредством:

(i) введения в контакт структурированной поверхности с функционализирующим реагентом, который содержит по меньшей мере одну винильную группу и еще по меньшей мере одну группу, реакционноспособную по отношению к аминогруппам содержащего аминогруппы пластика, и

(ii) осуществление химической реакции для формирования ковалентной связи между второй реакционноспособной группой функционализирующего реагента и аминогруппой на структурированной поверхности содержащего аминогруппы пластика, вследствие чего получается ковалентно модифицированная винильными группами структурированная поверхность.

19. Способ изготовления лакированного материала со структурированной лакированной поверхностью по любому из пп. 12-17, включающий в себя следующие стадии:

а) осуществление способа по п. 18 или обеспечение выполненного с возможностью лакировки материала по любому из пп. 1-11,

b) нанесение слоя радиационно-отверждаемого лака на функционализированную винильными группами структурированную поверхность материала,

с) радиационное отверждение лакового слоя.

20. Применение винильной функционализации в качестве замены для слоя праймера или грунтовки при лакировке структурированных поверхностей из содержащего аминогруппы пластика радиационно-отверждаемыми лаками.