композитные материалы, пригодные для непосредственного декорирования, способ их изготовления и их применение

Формула изобретения

1. Композитный материал, содержащий:

a) носитель, причем носитель выбран из группы из древесных материалов, бумаги, пробки, картона и/или минеральных плит,

b) по меньшей мере, одну текстильную поверхностную структуру, нанесенную, по меньшей мере, на одну из двух сторон носителя, при этом текстильная поверхностная структура включает, по меньшей мере, один полностью отвержденный связующий материал стадии В и необязательно может быть снабжена, по меньшей мере, одним функциональным материалом, при этом текстильная поверхностная структура представляет собой ткань, выстилку, плетеные ткани, трикотаж и/или нетканые материалы, при этом текстильная поверхность выполнена из натуральных волокон и/или волокон синтетических или натуральных полимеров, керамических волокон, минеральных волокон или стекловолокна, при этом они могут также использоваться в виде смесей,

отличающийся тем, что сторона/стороны композитного материала, снабженного текстильной поверхностной структурой, имеет такое качество поверхности, выраженное как изменение толщины, составляющее менее 0,1 мм, что последняя может быть непосредственно подвергнута печати.

2. Композитный материал по п.1, отличающийся тем, что древесные материалы являются древесными материалами в виде плит или в виде лент.

3. Композитный материал по п.2, отличающийся тем, что древесные материалы являются фанерой, слоистой древесиной, древесно-стружечным материалом, предпочтительно древесно-стружечными плитами и ОСП (ориентированно-стружечными плитами), древесно-волокнистым материалом, предпочтительно пористыми древесно-волокнистыми плитами, свободно-впитывающими древесно-волокнистыми плитами, твердыми (высокой плотности) древесно-волокнистыми плитами (ХДФ) и древесно-волокнистыми плитами средней плотности (МДФ), а также Арбоформом.

4. Композитный материал по п.1, отличающийся тем, что носителем являются материалы на основе древесно-волокнистых материалов, целлюлозных волокон, натуральных волокон или их смесей и термопластичного связующего материала, причем количество связующего материала составляет более 15% по весу.

5. Композитный материал по п.1, отличающийся тем, что минеральные плиты являются плитами с картонным покрытием с обеих сторон, в особенности гипсоволокнистыми плитами, плитами из керамических волокон, цементными плитами или известковыми плитами, которые необязательно могут быть армированы натуральными и/или синтетическими волокнами, причем последние могут также включать минеральные и/или керамические волокна.

6. Композитный материал по п.1, отличающийся тем, что текстильная поверхностная структура является стекловолокнистым нетканым материалом из нитей и/или штапельных волокон.

7. Композитный материал по п.6, отличающийся тем, что стекловолокнистый нетканый материал включает микроволокна стекла, средний диаметр которых составляет 0,1-5 мкм.

8. Композитный материал по п.6, отличающийся тем, что вес на единицу площади стекловолокнистого нетканого материала составляет 15-500 г/м², причем указанные данные относятся к поверхностной структуре без связующих материалов.

9. Композитный материал по п.1, отличающийся тем, что текстильная поверхностная структура включает нетканый материал, в частности экструдированный нетканый материал.

10. Композитный материал по п.1, отличающийся тем, что связующий материал стадии В является связующим материалом на основе фурфуролформальдегида, фенолформальдегида, меламинформальдегида и их смесей.

11. Композитный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве функционального материала используются противогорючие добавки, материалы для устранения и/или повышения электростатических зарядов, органические или неорганические пигменты, в особенности окрашенные пигменты, материалы для регулирования и/или повышения электропроводности.

12. Композитный материал по п.1, отличающийся тем, что он включает другие дополнительные слои и вспомогательные слои на стороне текстильной поверхностной структуры, обращенной в сторону от носителя, предпочтительно базовые покрытия и/или слои усилителя адгезии, или слои материалов, содержащих адгезионные мостики.

13. Способ производства композитного материала по п.1, включающий операции, на которых осуществляют:

a) подачу носителя, причем носитель выбирают из группы из древесных материалов, бумаги, пробки, картона и/или минеральных плит,

b) нанесение текстильной поверхностной структуры, по меньшей мере, на одну поверхность носителя, при этом текстильная поверхностная структура включает, по меньшей мере, один связующий материал в состоянии стадии В и необязательно, по меньшей мере, один функциональный материал, при этом текстильная поверхностная структура представляет собой ткань, выстилку, плетеные ткани, трикотаж и/или нетканые материалы, при этом текстильная поверхность выполнена из натуральных волокон и/или волокон синтетических или натуральных полимеров, керамических волокон, минеральных волокон или стекловолокна, при этом они могут также использоваться в виде смесей,

c) формирование многослойной структуры, полученной согласно этапу с) под действием давления и высокой температуры, в результате чего связующий материал, присутствующий в стадии В, подвергается окончательному отверждению,

d) необязательное нанесение, по меньшей мере, одного дополнительного слоя и/или вспомогательного слоя/слоев, необходимого для прямой печати на стороне/сторонах композитного материала, снабженного текстильной поверхностной структурой, причем указанные слои не являются грунтовочными слоями.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что нанесение текстильной поверхностной структуры согласно этапу b) выполняют в процессе изготовления носителя.

15. Применение композитного материала по любому из пп.1-12 в качестве материала непосредственно для печати, предпочтительно струйной, шелкотрафаретной и/или цифровой печати, на поверхности текстильной поверхностной структуры, обращенной в сторону от носителя.

16. Применение по п.15, отличающееся тем, что обрабатываемая сторона текстильной поверхностной структуры выполнена без грунтовочных слоев.

17. Применение по п.15, отличающееся тем, что обрабатываемая сторона текстильной поверхностной структуры выполнена необязательно без какой-либо последующей абразивной обработки.

18. Композитный материал, содержащий:

a) носитель, причем носитель выбран из группы из древесных материалов, бумаги, пробки, картона и/или минеральных плит,

b) по меньшей мере, одну текстильную поверхностную структуру, нанесенную, по меньшей мере, на одну из двух сторон носителя, при этом текстильная поверхностная структура включает, по меньшей мере, один полностью отвержденный связующий материал стадии В, при этом текстильная поверхностная структура представляет собой ткань, выстилку, плетеные ткани, трикотаж и/или нетканые материалы, при этом текстильная поверхность выполнена из натуральных волокон и/или волокон синтетических или натуральных полимеров, керамических волокон, минеральных волокон или стекловолокна, при этом они могут также использоваться в виде смесей,

c) необязательно, по меньшей мере, один функциональный материал, который присутствует в носителе и/или текстильной поверхности,

d) необязательно одно или несколько базовых покрытий, которые нанесены на поверхность текстильной поверхностной структуры, обращенную в сторону от носителя,

e) по меньшей мере, один отпечатанный слой и/или одну отпечатанную или лакированную фольгу,

f) необязательно дополнительные слои для защиты отпечатанного слоя, а также отпечатанной фольги,

отличающийся тем, что слой согласно е) нанесен непосредственно на текстильную поверхностную структуру без нанесения грунтовочных слоев между слоем согласно е) и текстильной поверхностью или согласно с) или базовым покрытием, нанесенным на текстильную поверхностную структуру согласно d).

19. Композитный материал по п.18, отличающийся тем, что печать или печатная фольга отпечатаны с помощью струйной, шелкотрафаретной и/или цифровой печати.

20. Способ производства композитного материала по п.18, характеризующийся тем, что композитный материал, содержащий:

а) носитель, причем носитель выбран из группы из древесных материалов, бумаги, пробки, картона и/или минеральных плит,

b) по меньшей мере, одну текстильную поверхностную структуру, нанесенную, по меньшей мере, на одну из двух сторон носителя, при этом текстильная поверхностная структура включает, по меньшей мере, один полностью отвержденный связующий материал стадии В, при этом текстильная поверхностная структура представляет собой ткань, выстилку, плетеные ткани, трикотаж и/или нетканые материалы, при этом текстильная поверхность выполнена из натуральных волокон и/или волокон синтетических или натуральных полимеров, керамических волокон, минеральных волокон или стекловолокна, при этом они могут также использоваться в виде смесей,

c) необязательно, по меньшей мере, один функциональный материал, присутствующий в носителе и/или в текстильной поверхности,

d) необязательно одно или несколько базовых покрытий, нанесенных на поверхность текстильной поверхностной структуры, обращенную в сторону от носителя,

непосредственно подвергают печати без нанесения грунтовочных слоев на текстильную поверхность или между текстильной поверхностью и базовым покрытием, необязательно нанесенным согласно d).

21. Применение композитного материала по одному из пп.1-12 или 18, 19 в качестве строительного материала, в особенности в мебельной промышленности и для внутренней отделки, для изготовления поверхностей для мебели, стенных покрытий, потолочных покрытий и напольных покрытий, а также в качестве облицовочного материала.

22. Мебель, а также стенные, потолочные и напольные покрытия, содержащие, по меньшей мере, один композитный материал по одному из пп.1-12 или 18, 19.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к композитным материалам, пригодным для непосредственного декорирования и/или для печати, которые могут применяться, в частности, как материалы при отделке интерьера, для внутренней обшивки, строительных работ, а также для изготовления мебели и подобных изделий.

Композитные материалы все чаще заменяют традиционные строительные материалы в качестве конструкционных материалов и должны быть приспособлены к применению в различных областях. Таким образом, с одной стороны, требуется достаточная устойчивость к механическим воздействиям, а с другой стороны, необходимы хорошие технологические характеристики и низкий вес. В связи с этим попытки улучшить существующие композитные материалы предпринимаются постоянно.

Таким образом, объединение древесных материалов, изготовленных из измельченной древесины с использованием связующих материалов, с другими материалами уже известно. С этой целью два указанных материала обычно укладывают слоями и формируют композитный материал. Выбор и комбинация материалов могут улучшить механические свойства, и в то же время, например, может быть достигнуто уменьшение веса.

В процессе производства, ранее описанные композитные материалы часто подвергаются дополнительным этапам отделочной обработки, например нанесению лака или печати. Это устанавливает высокие требования относительно гладкости и допусков обрабатываемых поверхностей, вследствие чего обрабатываемые поверхности должны быть предварительно обработаны дорогостоящим способом и зачастую несколько раз, чтобы последующая обработка стала вообще возможной.

Композитные материалы на основе древесных материалов и нетканых материалов, скрепленные с использованием связующего материала стадии "B", известны из WO 2006/031522. Базовые нетканые материалы известны, например, из US-A-5837620, US-A-303207 и US-A-6331339.

Из WO 2006/031522 известно, что к связующему материалу или нетканому материалу могут быть добавлены дополнительные добавки, однако более подробные данные относительно последующего применения и обработки не приведены.

Таким образом, существовала задача получения композитных материалов, которые могут быть подвергнуты дополнительным этапам отделки, например нанесению лака или печати, без необходимости дорогостоящей и зачастую многократной обработки обрабатываемых поверхностей.

Кроме того, существует задача получения композитных материалов с вышеуказанными свойствами, которые могут быть подвергнуты отделке до такой степени, какая возможна с использованием известных способов и систем обработки.

Основной задачей настоящего изобретения является композитный материал, включающий:

a) носитель,

b) по меньшей мере, одну текстильную поверхностную структуру, уложенную, по меньшей мере, на одну из двух сторон носителя, где указанная текстильная поверхностная структура содержит, по меньшей мере, один полностью отвержденный связующий материал стадии B и необязательно включает, по меньшей мере, один функциональный материал, отличающийся тем, что сторона (стороны) композитного материала, снабженного текстильной поверхностной структурой, имеет/имеют такое качество поверхности, что он может быть подвергнут непосредственно печати или лакированию посредством порошкового лакирования, либо лакированию в электростатическом поле.

Композитные материалы в соответствии с настоящим изобретением обладают очень высоким качеством поверхности, которое выражается в качестве изменения толщины стороны (сторон), снабженных текстильной поверхностной структурой. Изменение толщины композитного материала в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно составляет менее 0,1 мм, предпочтительно менее 0,01 мм.

Известно, что композитные материалы могут быть подвергнуты печати и/или лакированию, однако обрабатываемую поверхность необходимо сначала подготовить с помощью подходящих операций. Обычно с этой целью поверхности обрабатывают с помощью абразивных операций, например шлифования. В данном случае может применяться композитный материал в соответствии с настоящим изобретением. Качество поверхности той стороны носителя, которая снабжена текстильной поверхностной структурой, уже настолько хорошее, что она приспособлена для непосредственной обработки. Таким образом, абразивные операции можно исключить.

Следующая подготовительная операция при печати или лакировании композитных материалов состоит в нанесении на обрабатываемую поверхность так называемых грунтовочных слоев. В настоящем изобретении под грунтовочными слоями или грунтовочными материалами понимаются шпаклевки, в особенности водорастворимые шпаклевки. Поскольку обрабатываемые поверхности имеют низкое качество поверхности, необходимо наносить относительно толстые грунтовочные слои или несколько грунтовочных слоев.

Ранее выполнить печать и/или нанести лак на поверхность было возможно только с помощью указанных операций (шлифования и/или нанесения грунтовочного покрытия).

Указанные операции (нанесение грунтовочного покрытия) могут быть полностью или, по меньшей мере, частично исключены при помощи композитных материалов в соответствии с изобретением. Это обеспечивает существенное упрощение при печати/лакировании композитных материалов, в особенности в случае композитных материалов, включающих носитель из древесного материала.

В зависимости от способа лакирования или печати на сторону (стороны) обрабатываемого композитного материала также наносят так называемые базовые покрытия, при этом стороны снабжены текстильной поверхностной структурой. Указанные однослойные или многослойные базовые покрытия формируют опорную поверхность и известны в уровне техники. Базовые покрытия в зависимости от области применения могут также содержать пигменты.

Носитель, используемый в соответствии с a), предпочтительно является древесными материалами, бумагой, пробкой, картоном, минеральными плитами и/или так называемыми "сотами". Соты представляют собой структурные компоненты с трехмерно армированными структурами, что обеспечивает экстраординарную стабильность и прочность, в то же время при низком весе благодаря их конструкции (структура пчелиных сот). Подобные соты в течение некоторого времени использовались во многих областях применения, среди прочих также в качестве внутренних армирующих или листовых элементов в области строительства или в мебели.

Древесные материалы представляют собой древесные материалы в форме плит или лент, изготавливаемые путем смешивания древесных частиц различных форм с природными и/или синтетическими связующими материалами в процессе горячего прессования. Древесные материалы, используемые в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно включают фанеру или слоистую древесину, древесностружечный материал, в особенности древесностружечные плиты и ОСП (ориентированно-стружечные плиты), древесноволокнистый материал, в особенности пористые древесноволокнистые плиты, свободно-впитывающие древесноволокнистые плиты, твердые (высокой плотности) древесноволокнистые плиты (ХДФ) и древесноволокнистые плиты средней плотности (МДФ), а также Арбоформ. Арбоформ представляет собой термопластичный материал на основе лигнина и других компонентов древесины.

Кроме того, носители в соответствии с изобретением включают материалы из древесноволокнистых материалов, волокон целлюлозы, натуральных волокон или их смесей и термопластичного связующего материала, при этом доля связующего материала составляет более 15% по весу. Материалы необязательно армированы стекловолокном, базальтовыми волокнами или синтетическими волокнами.

Бумага предпочтительно является бумагой на основе натуральных, синтетических, минеральных или керамических волокон или же смесей волокон указанных типов.

Картон предпочтительно является картоном на основе натуральных и/или синтетических волокон, которые также включают минеральные и/или керамические волокна, а также смеси волокон указанных типов.

Минеральные плиты предпочтительно являются коммерческими минеральными картонными плитами с картонным покрытием с обеих сторон, гипсоволокнистыми плитами, плитами на основе керамических волокон, цементными плитами или известковыми плитами. Плиты необязательно могут быть армированы натуральными и/или синтетическими волокнами, которые могут также включать минеральные и/или керамические волокна. Армирующие волокна могут присутствовать в виде нитей, мононитей или в качестве штапельного волокна.

В дополнение к описанным материалам носитель может также состоять из пробки или других растительных материалов.

Вес на единицу площади носителей, содержащихся в композитном материале, зависит от конечного применения и не подвергнут какому-либо конкретному ограничению.

Текстильные поверхностные структуры, используемые в соответствии с этапом b), являются любыми структурами, изготовленными из волокон, а также структурами, из которых текстильная поверхность была получена посредством технологии формования поверхности.

Текстильные поверхностные структуры, снабжаемые связующим материалом стадии B, могут в основном также использоваться без связующих материалов, в частности химических связующих материалов. Однако чтобы обеспечить необходимую прочность при последующей обработке, связующие материалы могут быть также введены и/или могут использоваться известные методы иглопробивания. В дополнение к возможности механического укрепления, например, путем каландрирования или прошивки, также следует упомянуть, в частности, гидродинамическое иглопробивание. В качестве связующих материалов подходят химические и/или термопластичные связующие материалы.

Однако текстильные поверхностные структуры, обрабатываемые связующим материалом стадии B, предпочтительно предварительно укрепляют химическим связующим материалом. Используемые связующие материалы могут быть одинаковыми или различными, но должны быть выбраны из группы систем связующих материалов, совместимых со связующим материалом стадии B. Дополнительное количество связующего материала не превышает 25% по весу, предпочтительно 10% по весу или меньше; минимальное содержание составляет 0,5% по весу, предпочтительно не менее 1% по весу.

Волокнообразующие материалы предпочтительно являются натуральными волокнами и/или волокнами синтетических или натуральных полимеров, керамическими волокнами, минеральными волокнами или стекловолокном, которые могут также использоваться в форме смесей. Текстильные поверхности, как полагают, являются тканями, выстилкой, плетеными тканями, трикотажем и неткаными материалами, предпочтительно неткаными материалами.

Текстильные поверхности минеральных и керамических волокон являются алюмосиликатными волокнами, керамическими волокнами, волокнами доломита, волокнами волластонита или волокнами вулканитов, предпочтительно базальтовыми волокнами, волокнами диабаза и/или волокнами мелафира, в особенности базальтовыми волокнами. Диабазы и мелафиры обобщенно называют палеобазальтами, а диабаз также часто называют зеленокаменной породой.

Нетканый материал из минеральных волокон может быть сформирован из нитей, то есть бесконечно длинных волокон или штапельных волокон. Средняя длина штапельных волокон в нетканом материале из минеральных волокон, используемых в соответствии с изобретением, составляет 5-120 мм, предпочтительно 10-90 мм. В другом варианте осуществления изобретения нетканый материал из минеральных волокон содержит смесь бесконечных волокон и штапельных волокон. Средний диаметр волокон минерального волокна составляет 5-30 мкм, предпочтительно 8-24 мкм, наиболее предпочтительно 8-15 мкм.

Вес на единицу площади текстильной поверхностной структуры из минеральных волокон составляет 15-500 г/м², предпочтительно 40 и 250 г/м², где указанные данные относятся к поверхностной структуре без связующих материалов.

В случае текстильных поверхностей стекловолокна наиболее предпочтительными являются нетканые материалы. Они состоят из нитей, то есть бесконечно длинных волокон или штапельных волокон. Средняя длина штапельных волокон составляет 5-120 мм, предпочтительно 10-90 мм. В другом варианте осуществления изобретения нетканый материал из стекловолокна содержит смесь бесконечных волокон и штапельных волокон.

Средний диаметр волокон стекловолокна составляет 5-30 мкм, предпочтительно 8-24 мкм, наиболее предпочтительно 10-21 мкм.

В дополнение к волокнам вышеуказанных диаметров могут использоваться даже так называемые микростекловолокна. Предпочтительный средний диаметр волокон микростекловолокна составляет 0,1-5 мкм. Микроволокна, формирующие текстильную поверхность, могут также присутствовать в смесях с другими волокнами, предпочтительно стекловолокном. Кроме того, также возможна слоистая конструкция микроволокон и стекловолокна.

Вес на единицу площади текстильной поверхностной структуры из стекловолокна составляет 15-500 г/м ², предпочтительно 40-250 г/м², где указанные данные относятся к поверхностной структуре без связующих материалов.

Подходящее стекловолокно включает стекловолокно, изготовленное из A-стекла, E-стекла, S-стекла, T-стекла или R-стекла.

Текстильная поверхность может быть произведена согласно любому известному способу. Для нетканых материалов из стекловолокна это предпочтительно способ сухой или влажной укладки.

Из текстильных поверхностей волокон синтетических полимеров предпочтительными являются нетканые материалы, в особенности так называемые спанбонды, то есть экструдированные нетканые материалы, изготовленные посредством перекрестной укладки или формования нитей из расплава. Они состоят из бесконечных синтетических волокон, прядомых из расплава полимерных материалов. Подходящие полимерные материалы представляют собой, например, полиамиды, такие как, например, полигексаметилен диадипамид, поликапролактам, ароматические или частично ароматические полиамиды ("арамиды"), алифатические полиамиды, такие как, например, нейлон, частично ароматические или полностью ароматические сложные полиэфиры, полифениленсульфид (PPS), полимеры с эфирными и кетогруппами, такие как, например, полиэфиркетоны (PEK) и полиэфирэфиркетоны (PEEK), полиолефины, такие как, например, полиэтилен или полипропилен, целлюлоза или полибензимидазолы. В дополнение к вышеуказанным синтетическим полимерам подходят даже те полимеры, которые сформованы из раствора.

Экструдированные нетканые материалы предпочтительно состоят из прядомых из расплава сложных полиэфиров. В принципе, все известные типы сложнополиэфирного материала, подходящего для изготовления волокон, рассматривают в качестве сложнополиэфирного материала. Наиболее предпочтительными являются сложные полиэфиры, содержащие, по меньшей мере, 95 мол.% полиэтилентерефталата (ПЭТ), в особенности содержащие немодифицированный PET.

Если композитные материалы в соответствии с изобретением должны дополнительно проявлять пламезадерживающее действие, предпочтительно, если они были сформованы из сложных полиэфиров, модифицированных пламезадерживающим способом. Подобные сложные полиэфиры, модифицированные пламезадерживающим способом, известны.

Индивидуальные линейные плотности нитей сложного полиэфира в экструдированном нетканом материале составляют 1-16 дтекс, предпочтительно 2-10 дтекс.

В другом варианте осуществления изобретения экструдированный нетканый материал может являться также тканью из клееного волокна, скрепляемой расплавом связующего материала, которая содержит несущие волокна и соединенные волокна. Несущие волокна и соединенные волокна могут быть получены из любых термопластичных, волокнообразующих полимеров. Подобные экструдированные нетканые материалы, скрепленные расплавом связующего материала, описаны, например, в EP-A-0446822 и EP-A-0590629.

В дополнение к бесконечным нитям (метод спанбонд) текстильная поверхность может также состоять из штапельных волокон или смесей штапельных волокон и бесконечных нитей. Индивидуальные линейные плотности штапельных волокон в нетканом материале составляют 1-16 дтекс, предпочтительно 2-10 дтекс. Длина штапеля составляет 1-100 мм, предпочтительно 2-500 мм, наиболее предпочтительно 2-30 мм. Текстильная поверхностная структура может также состоять из волокон различных материалов, чтобы обладать специальными свойствами.

Нити и/или штапельные волокна, составляющие ткань из клееного волокна, могут иметь фактически круглое поперечное сечение или также сечение других форм, таких как треугольное, или трехдольное, или многодольное сечения. Могут использоваться даже полые волокна, а также двухкомпонентные или многокомпонентные волокна. Кроме того, соединенные волокна могут также использоваться в форме двухкомпонентных или многокомпонентных волокон.

Волокна, формирующие текстильную поверхностную структуру, могут быть модифицированы обычными добавками, например антистатическими добавками, такими как сажа.

Вес на единицу площади текстильной поверхностной структуры из волокон синтетических полимеров составляет 10-500 г/м², предпочтительно 20-250 г/м².

Натуральные волокна представляют собой растительные волокна, волокна, полученные из трав, соломы, древесины, бамбука, берда и луба, или волокна животного происхождения. Растительные волокна - это обобщенное понятие, которое включает волокна семян, такие как хлопок, капок или пух тополя, лубяные волокна, такие как бамбуковое волокно, пакля, джут, лен или рами, волокна листьев, такие как сизаль или манильская пенька, или волокна плодов, таких как кокосовый орех. Волокна животного происхождения включают шерсть, волосы животных, перья и шелка.

Вес на единицу площади текстильной поверхностной структуры из натуральных волокон составляет 20-500 г/м², предпочтительно 40-250 г/м².

Текстильные поверхности из волокон натуральных полимеров включают целлюлозные волокна, такие как вискоза, или волокна растительных или животных белков.

Из текстильных поверхностей целлюлозных волокон наиболее предпочтительными являются нетканые материалы. Они состоят из нитей, то есть бесконечно длинных волокон и/или из штапельных волокон. Средняя длина штапельных волокон составляет 1-25 мм, предпочтительно 2-5 мм.

Средний диаметр целлюлозных волокон составляет 5-50 мкм, предпочтительно 15-30 мкм.

Поскольку композитный материал в соответствии с изобретением должен быть отделан посредством порошкового или электростатического лакирования, обрабатываемый композитный материал, должен обладать достаточной электропроводностью. В связи с этим может быть предпочтительно, если носитель, используемый в соответствии с a), в целях повышения электропроводности уже содержит пигменты или частицы, которые вызывают такое повышение.

Вышеуказанная проводимость может также присутствовать в качестве функциональных материалов в текстильной поверхностной структуре, снабженной связующим материалом стадии B. Для этого указанные функциональные материалы могут быть смешаны и нанесены со связующим материалом стадии B, или текстильная структура, снабженная связующим материалом стадии B, может содержать функциональный материал. Вышеуказанные материалы обычно являются металлическими частицами, сажей или проводящими органическими смолами, такими как фенольные смолы, либо неорганическими или органическими солями. Такие добавки уже известны из DE-A-3639816. Кроме того, могут использоваться даже соли, раскрытые в DE-A-10232874 и EP-A-1659146, в особенности соли щелочных или щелочноземельных металлов, такие как нитрат лития и нитрат натрия. Однако вышеуказанные материалы должны быть совместимы с другими материалами.

Текстильная поверхностная структура, используемая согласно b), которая нанесена, по меньшей мере, на одну сторону носителя, включает, по меньшей мере, один связующий материал в состоянии стадии B. Связующие материалы стадии B обозначают связующие материалы, которые только частично отвердились или затвердели и все еще могут подвергаться окончательному затвердеванию, например, в результате термической постобработки. Такие связующие материалы стадии B подробно описаны в US-A-5837620, US-A-6303207 и US-A-6331339. Связующие материалы стадии B, раскрытые в указанных документах, также являются объектом настоящего описания. Связующие материалы стадии B предпочтительно являются связующими материалами на основе фурфуролформальдегида, фенолформальдегида, меламинформальдегида, карбамидформальдегида и их смеси. Предпочтительно, рассматриваются водные системы. Другими предпочтительными системами связующих материалов являются связующие материалы, не содержащие формальдегид. Связующие материалы стадии B отличаются тем, что они могут быть подвергнуты многостадийному затвердеванию, то есть они все еще обладают достаточной связывающей активностью после первого затвердевания или после первых затвердеваний, таким образом, они могут использоваться для последующей обработки. Такие связующие материалы обычно затвердевают после добавления катализатора при температурах приблизительно 350°F (177°С) в одну стадию.

Чтобы достичь стадии B, такие связующие материалы необязательно отверждают после добавления катализатора. Количество катализатора затвердевания составляет до 10% по весу, предпочтительно 1-10% по весу (относительно общего содержания связующего материала). Например, в качестве катализатора затвердевания может использоваться нитрат аммония, а также органические ароматические кислоты, например малеиновая кислота и п-толуолсульфоновая кислота, так как они позволяют быстрее достичь стадии B. В дополнение к нитрату аммония, малеиновой кислоте и п-толуолсульфоновой кислоте, в качестве катализатора затвердевания являются подходящими все материалы, которые имеют сопоставимую кислотную функциональную группу. Чтобы достичь стадии B, текстильную поверхностную структуру, пропитанную связующим материалом, подвергают сушке под влиянием температуры, не производя полное затвердевание. Необходимые параметры процесса зависят от выбранной системы связующих материалов.

Минимальная температура может находиться под влиянием выбора продолжительности или добавления большего количества или более сильного кислотного катализатора затвердевания.

Нанесение связующего материала стадии B на текстильную поверхностную структуру, определяемую в b), может осуществляться при помощи всех известных способов. В дополнение к напылению, пропитке и запрессовке, связующий материал может также быть нанесен путем обмазки или с помощью форсунок вращательного действия.

Другим предпочтительным способом является нанесение связующего материала стадии B в виде пены. При нанесении в виде пены, пену связующего материала получают при помощи пенообразователя в пеносмесителе, после чего пену с использованием подходящих установок для нанесения покрытия наносят на нетканый материал. В данном случае нанесение может также осуществляться с помощью форсунок вращательного действия.

При нанесении покрытия активного связующего материала стадии B в пенной фазе в целом нет никаких ограничений относительно пенообразователя. Предпочтительными пенообразователями являются стеараты аммония или сложные эфиры янтарной кислоты, добавленные в количестве 1-5% от сухого веса к связующему материалу. Кроме того, уже описанные катализаторы вводят при необходимости. Содержание сухих веществ в пене составляет, по меньшей мере, 40%, предпочтительно, по меньшей мере, 50%.

Процесс нанесения в пенной фазе обеспечивает чрезвычайно гибкое управление производственным процессом и реализацию множества различных свойств продукта. В дополнение к точной регулировке глубины проникания пены в текстильную поверхность заряд и пористость связующего материала могут изменяться в пределах широкого диапазона. Кроме того, нанесение в пенной фазе обеспечивает большие преимущества при управлении производственным процессом, в особенности относительно постоянства содержания сухих веществ во время пропитки или нанесения покрытия на текстильную поверхность, а также необходимых требований по совместимости процесса обработки поверхности в отношении связующего материала.

Функциональный материал, используемый согласно b), может быть нанесен одновременно со связующим материалом стадии B, например, в виде смеси или в виде отдельных компонентов, либо до, либо после нанесения связующего материала. Поскольку связующий материал стадии B наносят в пенной фазе, предпочтительно наносить функциональный материал вместе с пеной или распределенным в пене либо наносить функциональный материал на еще сырую пену.

В дополнение к вышеуказанным особенностям композитный материал в соответствии с изобретением может включать дополнительные окончательные обработки функциональным материалом. Для этого функциональный материал наносят на поверхность текстильной поверхностной структуры, снабженной связующим материалом стадии B, или вводят в текстильную поверхностную структуру.

Функциональным материалом в соответствии с изобретением предпочтительно являются противогорючие добавки, материалы для устранения электростатического заряда, органические или неорганические пигменты, в особенности окрашенные пигменты, электропроводящие пигменты или частицы.

В варианте указанного способа дополнительный связующий материал добавляют, чтобы закрепить функциональные материалы на текстильной поверхностной структуре. В данном случае предпочтительно выбирают тот же связующий материал (связующий материал стадии B), который присутствует в текстильной поверхностной структуре. Содержание функциональных материалов определяется последующим применением.

Противогорючие добавки представляют собой неорганические противогорючие добавки, фосфорорганические противогорючие добавки, противогорючие добавки на основе азота или вспучивающие противогорючие добавки. Также могут использоваться галогенированные (бромированные и хлорированные) противогорючие добавки, однако они являются менее предпочтительными по причине их оценки степени риска. Примерами таких галогенированных противогорючих добавок являются полибромированный дифениловый эфир, например дека-БДЭ, тетрабромбисфенол A и ГБЦД (гексабромциклододекан).

Антистатические эффекты могут быть достигнуты и/или параметры для порошкового лакирования могут быть отрегулированы при помощи добавок для повышения и/или регулирования электропроводности. Указанные добавки обычно представляют собой частицы, которые являются электропроводящими. Подходящими материалами являются электропроводящие формы углерода, такие как сажа, графит и нанотрубки углерода (C нанотрубки), проводящие пластмассы, содержащие волокна или частицы металла или металлические компоненты. В дополнение к ним могут также использоваться проводящие органические смолы, такие как фенольные смолы, либо неорганические или органические соли. Подобные добавки уже известны из DE-A-3639816. Кроме того, могут использоваться даже соли, раскрытые в DE-A-10232874 и EP-A-1659146, в особенности соли щелочных или щелочноземельных металлов, такие как нитрат лития и нитрат натрия. Однако вышеуказанные материалы должны быть совместимы с другими материалами.

Использование добавок для повышения и/или регулирования электропроводности уменьшает поверхностное сопротивление композитного материала согласно изобретению. Как оказалось, композитные материалы согласно изобретению, с поверхностным сопротивлением до 1010 (Ом), предпочтительно до 108 (Ом) очень хорошо подходят для порошкового лакирования.

В другом варианте осуществления композитный материал в соответствии с изобретением может включать другие дополнительные слои и вспомогательные слои, которые должны облегчать или поддерживать прямое давление. Указанные дополнительные слои и вспомогательные слои являются, например, базовыми покрытиями и/или усилителями адгезии и/или слоями так называемых адгезионных мостиков. Предпочтительно, в качестве опоры для давления применяются только базовые покрытия в форме одного или нескольких дополнительных слоев и вспомогательных слоев. Указанные слои необходимы лишь в качестве вспомогательных. Благодаря качеству поверхности композитного материала в соответствии с изобретением так называемые грунтовочные слои могут быть полностью или, по меньшей мере, частично исключены. Кроме того, может быть снижена толщина слоя базовых покрытий и, следовательно, расход материалов. Кроме того, избегают нанесения дорогих многослойных базовых покрытий, что снижает общие затраты.

Другим объектом настоящего изобретения является способ производства композитного материала в соответствии с изобретением, включающий операции, на которых осуществляют:

a) подачу носителя,

b) нанесение текстильной поверхностной структуры, по меньшей мере, на одну поверхность носителя, где в текстильную поверхностную структуру введен, по меньшей мере, один связующий материал в состоянии стадии B и необязательно, по меньшей мере, один функциональный материал,

c) формирование многослойной структуры, полученной согласно этапу c) под действием давления и высокой температуры, в результате чего связующий материал, присутствующий в стадии B, подвергается окончательному отверждению,

d) необязательное нанесение, по меньшей мере, одного дополнительного слоя и/или вспомогательного слоя (слоев), необходимого для прямой печати или прямого лакирования, на сторону (стороны) композитного материала, снабженного текстильной поверхностной структурой.

Формирование многослойной структуры, полученной на этапе b), выполняют на этапе c) под действием давления и высокой температуры таким образом, что связующий материал, присутствующий в стадии B, подвергается окончательному затвердеванию. Получение многослойного материала может выполняться с помощью периодического или непрерывного прессования или вальцевания. Параметры давления, температуры и времени пребывания выбирают в соответствии с используемым связующим материалом стадии B. Из-за качества поверхности поверхность прессов или вальцов должна быть подобрана так, чтобы могли быть сохранены допуски.

В альтернативе нанесение текстильной поверхностной структуры может выполняться согласно этапу b) даже в процессе изготовления носителя. Другими словами, вместо получения готового носителя на этапе a), носитель на этапе a) еще не готов.

Прессование сформированного носителя выполняют вместе с нанесенной текстильной поверхностной структурой, при этом текстильную поверхностную структуру соответственно вводят в прессовочную и/или сушильную установку для носителя. Изготовление композитного материала на основе носителя и нетканого материала может выполняться непрерывно или периодически.

В альтернативе текстильная поверхностная структура, нанесенная в соответствии с этапом b), может уже включать отделку функциональным материалом.

Слои, нанесенные согласно этапу d), являются дополнительными слоями и вспомогательными слоями, которые должны облегчить или поддержать прямое давление, например базовыми покрытиями и/или усилителями адгезии, или слоями так называемых адгезионных мостиков. Предпочтительно, только базовое покрытие и/или усилитель адгезии нанесены в качестве опоры для давления в форме одного или нескольких дополнительных слоев и вспомогательных слоев. Указанные слои необходимы лишь в качестве вспомогательных. Благодаря качеству поверхности композитного материала в соответствии с изобретением так называемые грунтовочные слои могут быть полностью или, по меньшей мере, частично исключены. Кроме того, может быть снижена толщина слоя базовых покрытий и, следовательно, расход материалов. Кроме того, избегают нанесения дорогих многослойных базовых покрытий, что снижает общие затраты.

Нанесение указанных дополнительных слоев и/или вспомогательных слоев на этапе d), а также их сушку выполняют с помощью известных технологий.

Несколько специальных функций, обусловленных конструкцией композитного материала в соответствии с изобретением, могут стать доступными и применимыми:

- изолирующий слой между носителем и внешним слоем от H₂O и других растворителей;

- электропроводность;

- усиление адгезии между носителем и базовым покрытием;

- сокращение времени изготовления слоев при использовании в процессе прямой печати;

- повышение сопротивляемости разрушению при ударе (ударной вязкости по Шарпи);

- исключение дополнительных шлифовочных процессов.

Прямая печать на древесных материалах обычно требует многослойной конструкции поверхности, предназначенной для печати. Кроме того, в дополнение к одному или нескольким слоям защитного покрытия (базового покрытия), необходимо одно или несколько базовых покрытий, на которых затем выполняют прямую печать. В данном случае прямую печать выполняют в одну или даже несколько отдельных этапов печати. Систему завершает внешнее лакирование. Многослойная конструкция необходима, чтобы достичь соответствующего качества поверхности, а также свойств изолирующего слоя, чтобы предотвратить диффузионные процессы и усовершенствовать качество печати.

Применение текстильных поверхностей, содержащих связующий материал стадии B в соответствии с изобретением, обеспечивает превосходное качество поверхности. В то же время можно достичь необходимых свойств изолирующего слоя, что обеспечивает упрощенную прямую печать. Применение текстильных поверхностей в соответствии с изобретением, таким образом, обеспечивает устранение, по меньшей мере, одного грунтовочного слоя и/или, по меньшей мере, одного слоя базового покрытия или делает возможной полную замену указанных слоев, в особенности грунтовочного слоя. Грунтовочный слой предпочтительно может быть полностью исключен благодаря текстильной поверхности в соответствии с изобретением. Количество необходимых слоев базового покрытия необязательно может быть также сокращено.

При использовании проводящих добавок текстильная поверхность в соответствии с изобретением может быть также покрыта лаком с помощью порошкового лакирования. Кроме того, также можно использовать способы электростатического лакирования, которые в ином случае невозможны без дополнительных операций.

Сопротивляемость разрушению при ударе может быть существенно повышена благодаря механическим свойствам текстильной поверхности в соответствии с изобретением.

Из-за особой природы слоистых текстильных поверхностей можно уменьшить или полностью избежать необходимой последующей обработки поверхностей. Обычно необходимо, в особенности при производстве МДФ, удалять внешние, мягкие слои, поврежденные в процессе производства, посредством процесса шлифования. Данный этап можно исключить или, по меньшей мере, удешевить, используя текстильные поверхности в соответствии с изобретением.

Следующим объектом настоящего изобретения является применение композитных материалов в соответствии с изобретением, включающих:

a) носитель,

b) по меньшей мере, одну текстильную поверхностную структуру, нанесенную, по меньшей мере, на одну из двух сторон носителя, при этом поверхностная структура включает, по меньшей мере, один полностью отвержденный связующий материал стадии B,

для лакировки, нанесения отпечатанной или лакированной фольги или для печати, выполняемой непосредственно на поверхности композитного материала, покрытой текстильной поверхностной структурой.

Понятие "прямая" обозначает, что поверхность, перед печатью, нанесением лака или фольги, не требуется подвергать какой-либо последующей механической обработке, в особенности какой-либо последующей абразивной обработке. Окончательная обработка грунтовочными слоями или слоями базового покрытия не исключается, а предпочтительно композитные материалы в соответствии с изобретением обрабатывают без нанесения грунтовочного слоя. Поскольку окончательная обработка грунтовочными слоями (шпаклевкой) исключается, вспомогательные слои, например слои базового покрытия и/или слои усилителя адгезии, или слои адгезионных мостиков могут быть, тем не менее, нанесены, что обеспечивает, помимо прочего, улучшение сцепления при нанесении лака, отпечатанной или лакированной фольги или печати на поверхности.

Печать осуществляют с помощью известных технологий. Подходящими технологиями печати являются, в частности, струйная, шелкотрафаретная и/или цифровая печать. Нанесение порошковых покрытий также выполняют известными технологиями. Сушку отпечатанного слоя или порошкового слоя выполняют в зависимости от выбранной системы.

Композитные материалы в соответствии с изобретением применяют после окончательной обработки поверхности, например после печати, лакирования или нанесения покрытия, в качестве строительного материала, в особенности для мебели, стенных покрытий, потолочных покрытий и напольных покрытий.

Благодаря высокому качеству поверхности композитные материалы в соответствии с изобретением, необязательно после окончательной обработки защитным слоем, могут также непосредственно использоваться в качестве строительного материала, в особенности для мебели, стенных покрытий, потолочных покрытий и напольных покрытий. Предпочтительно, это имеет место в том случае, если носитель уже имеет требуемый внешний вид.

Таким образом, следующим объектом настоящего изобретения являются отпечатанные или лакированные композитные материалы, включающие:

a) носитель,

b) по меньшей мере, одну текстильную поверхностную структуру, нанесенную, по меньшей мере, на одну из двух сторон носителя, при этом поверхностная структура включает, по меньшей мере, один окончательно отвержденный материал стадии B,

c) необязательно, по меньшей мере, один функциональный материал, присутствующий в носителе и/или текстильной поверхности,

d) необязательно, одно или несколько базовых покрытий, нанесенных на поверхность текстильной поверхностной структуры, обращенную в сторону от носителя,

e) по меньшей мере, один слой лака или отпечатанный слой и/или отпечатанную или лакированную фольгу,

f) необязательно дополнительные слои для защиты слоя лака или отпечатанного слоя,

отличающиеся тем, что слой согласно e) наносят непосредственно на текстильную поверхностную структуру без нанесения грунтовочных слоев между слоем согласно e) и текстильной поверхностью или согласно c) и базовым покрытием согласно d), нанесенным на текстильную поверхностную структуру.

Слои для защиты слоя лака или отпечатанного слоя обычно включают лаки, такие как порошковые лаки, бесцветные лаки или прозрачные лаки, предпочтительно лаки, стойкие против царапин, которые защищают от механических воздействий или против старения под действием УФ.

Следующим объектом настоящего изобретения является способ печати или лакирования композитных материалов, отличающийся тем, что композитный материал, включающий:

a) носитель,

b) по меньшей мере, одну текстильную поверхностную структуру, нанесенную, по меньшей мере, на одну из двух сторон носителя, при этом поверхностная структура включает, по меньшей мере, один окончательно отвержденный связующий материал стадии B,

c) необязательно, по меньшей мере, один функциональный материал, присутствующий в носителе и/или текстильной поверхности,

d) необязательно одно или несколько базовых покрытий, нанесенных на поверхность текстильной поверхностной структуры, обращенную в сторону от носителя,

непосредственно подвергается печати или нанесению лака без нанесения грунтовочных слоев на текстильную поверхность или между текстильной поверхностью и базовым покрытием, которое необязательно наносят согласно d).

Мебель, стенные покрытия, потолочные покрытия и напольные покрытия, изготовленные с применением композитных материалов в соответствии с изобретением, также являются объектом настоящего изобретения.