用于户外的装饰面板及其制造方法

专利名称：用于户外的装饰面板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种装饰面板，在载体层的一面或两面上包含装饰层。除此之外，本发明还涉及一种制造装饰面板的方法。
目前存在对用于户外的装饰面壁的需要。除了良好的机械稳定性之外，打算用于这种用途的面板还需具有良好的表面特性，例如良好的耐候性和耐涂写性。与用于室内的面板相比，用于户外的面板遭受严峻得多的环境，因而对这类面板制定不同的要求。
这类面板可能用于易遭受刮擦的环境中，例如用在公共汽车候车亭和商业区中，而且还用于露天餐馆家具中。此外，载体层与装饰层之间存在充分的粘结非常重要，以防止装饰层脱落。由于这类面板常常用于建筑物中，因此需要良好的机械稳定性。
此外，天气的影响将是巨大的，由于面板交替经历风、雨、雪、冰雹、太阳辐射、热以及冷，从而需要良好的耐候性。
目前存在几种可商业获得的、在或大或小程度上表现出上述特性的面板。例如，可商业获得的三聚氰胺基面板表现出良好的机械稳定性和耐涂写性。然而，这类面板的耐候性不足。此外，市面上还存在包含涂覆到前述三聚氰胺基面板上的热塑性塑料箔的面板。所述防护箔增强了面板的耐候性，但是由于存在这种箔，机械稳定性和耐涂写性二者均下降至这两种特性均不足的程度。第三类可商业获得的面板包含具有涂层的三聚氰胺浸渍纸。就机械稳定性和耐涂写性而言，所述面板表现出良好的特性。所述面板的耐候性仍然不足，并且在深色面板的情形下，使用一定时间之后可见破裂，这种破裂损害该面板的装饰外观。
由此，存在对一种面板的需要，其表现出改善的特性，即机械稳定性、耐候性以及耐涂写性之间令人满意的平衡。
实践中，通过评价面板的各种特性如抗擦划性和Z-强度以及例如采用划格法附着力实验来确定机械稳定性。抗擦划性(以N表示)指示可施加而不使划伤形成的擦划载荷，按照EN438-2第14节测定。Z-强度(以N/mm2表示)与各层之间的相互粘结相关，表达为使一层与另一层分离所必须施加的力，按照DIN52366测量。按照DIN53151的划格法附着力实验是测量层间粘结的另一种方法。为此，在一层上形成六条平行的槽，然后将该层旋转90度再形成六条平行的槽，从而构成试验图样。随后，从表面扫除一些松散物，并测定对表面的损害度以及装饰层变松的程度。结果以0-5级表示，其中0表示优异的粘结(光滑的槽口边缘，无材料变松)，5表示较劣的粘结，65-100％的材料变松。
耐候性的测定基于包括外部颜色稳定性在内的性质。所述外部颜色稳定性通常通过标准方法ISO4892-2测定，采用按照ISO152-A2以灰度进行的评价方法。所考虑的值必须尽可能地高，它是面板所能暴露于而不发生颜色改变的光量的量度。
为确定面板是否耐涂写，测定该面板是否抗化学化合物。所述抗化学化合物性的测试通常采用根据EN438-2第15节(抗着色性)的步骤，即装饰高压层板的英国标准(British Standard for DecorativeHigh Pressure Laminate panels)。所述测试可以包括使用诸如丙酮的溶剂以及除去涂痕的物质。
本发明的一个方面是提供一种装饰面板，其装饰层具有良好的机械稳定性以及良好的耐候性和耐涂写性。
本发明的另一方面是提供一种制造装饰面板的方法，该方法以可再生的方式提供满足其制造要求的面板。
此外，本发明的一个方面是提供一种形成装饰层的方法。
本发明的另一方面是提供一种装饰面板，其中装饰层与载体坚牢地粘结，从而避免分层。
此处所涉及的本发明的特征在于装饰层包含底层和表层，底层为已印好的纸，表层为包含一种或多种可辐射固化的组分的合成树脂；其特征还在于载体层与装饰层之间存在粘着层，该粘着层与底层接触。
以上一个或多个方面通过采用上述的组合层来实现。
面板还包含具有良好抗擦划性、良好粘结力、良好耐光性以及良好尺寸特性的装饰层，特别是在经历户外环境时。本装饰面板当然也可以用于室内。
优选地，表层中的合成树脂部分浸渍到底层，因为这将增强表层与底层之间的粘结。
此外，期望底层与表层之间存在透明层，因为这将提供更好的底层保护并赋予该装饰面板有价值的辉光。该透明层可以由合成树脂构成，该合成树脂包含选自不饱和(甲基)丙烯酸酯的可辐射固化组份。在具体实施方式
中，这类透明层与表层不同，因为表层含有例如UV线吸收剂的附加添加剂。
透明层可以部分浸渍到底层中，这种情形下同样改善层间的粘结。
为了获得透明层与表层之间的极佳粘结，优选在具体实施方式
中将该透明层与表层在界面混合。此处将界面定义为两层之间的接触面。
粘着层优选包含一层或多层基层，该基层浸有树脂，从而获得装饰层与载体层之间的适宜粘结层。
此外，粘着层中的树脂可以部分浸渍到底层中，从而获得更佳的粘结。
如果底层用表层的合成树脂和粘着层的树脂二者浸渍，则得到根据本发明的其机械特性尤其突出的装饰面板。用于载体层的非常适宜的树脂是酚树脂，与浸有优选为酚树脂或三聚氰胺树脂的粘着层结合，后两种树脂将渗入底层，底层以及表层的合成树脂渗入该粘着层。当随后进行加压和加热时，本装饰面板将获得极佳的保光性、抗擦划性和Z-强度特性。
优选地，将热固性复合材料用于载体层。对于机械稳定性，尤其是尺寸稳定性、特别是抵抗由湿和/或热引起的翘曲的性质以及耐候性，所述材料表现出极佳的特性，因而它们特别适用于本发明的用途。
期望该热固性复合材料包含大量浸有树脂的纸层。由此，通过改变纸层的数量、厚度和树脂的量，能够生产任何期望厚度的热固性复合材料。
此外，还可以将浸有树脂的无纺织物用作热固性复合材料。浸胶纤维垫(densified fibre mat)也可看作无纺织物。
为了获得更佳的粘结，优选将粘着层中的树脂与载体层中的树脂在以上定义的界面区域内混合。
优选地，将碱化牛皮纸用作用于载体的纸层，该材料易于加工并表现出良好的形状稳定性。
对于用在载体层的无纺织物中的适宜纤维，可以提及以下纤维木质纤维、聚酯纤维、玻璃纤维、矿毛绝缘纤维、无纺纤维、矿物复合纤维或其组合。这类材料的使用使制造用于任何期望目的的包含任何期望的载体层的装饰面板成为可能。木质纤维显得尤其适宜作为载体层的材料，因为木质纤维易于加工，提供易于进行例如锯、钻、用砂纸打磨等处理的装饰面板。
用于载体层和粘着层的树脂优选各自独立地选自酚树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂(ureaum resins)、环氧树脂、聚酯树脂、聚异氰酸酯树脂、三聚氰胺丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯或其组合物。使用所述树脂生成坚固刚硬的树脂网状物，提高所得装饰面板的品质，此处由于相容性、网状物的交联密度以及穿透力的原因，特别优选酚树脂和三聚氰胺树脂。
优选地，使用重15-200g/m2、特别是70-100g/m2的已印好的纸。这类纸不仅为本装饰面板提供最佳装饰外观，而且一方面提供表层和/或透明层的树脂以及另一方面提供粘着层的树脂的良好穿透力。此外，单色纸也可用作根据本发明的已印好的纸。
优选可辐射固化组分选自不饱和丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。事实是所述组分聚合后这一类化合物提供了刚硬的网状物。
所述组分特别由作为能够辐射聚合的预聚物的低聚物构成，所述低聚物为环氧树脂与丙烯酸酯或硅树脂与丙烯酸酯的低聚物、优选聚酯与丙烯酸酯的低聚物、特别是氨基甲酸酯与丙烯酸酯的低聚物或者甲基丙烯酸酯的相应低聚物构成，如果合适的话，所述组分已经与多元醇或醚多元醇的丙烯酸单-、四、五和/或六酯，优选丙烯酸二酯或丙烯酸三酯或与之相应的甲基丙烯酸酯辐射聚合。
从面板良好的表面性质来看，根据本发明的预聚物进一步优选氨基甲酸酯与丙烯酸酯的脂族低聚物，其已经与丙烯酸二酯和/或丙烯酸三酯辐射聚合。
为获得最佳稳定性和光泽，在具体实施方式
中期望透明层包含以上段落所述的树脂。
粘着层的适宜基层提供足够的稳定性、浸渍力以及加工性能，可以由贴面纸(overlay paper)、无纺衬底、玻璃网或其组合构成，此处特别使用重10-50g/m2、优选15-35g/m2的贴面纸。
通过将一种或多种选自阻燃剂、UV吸收剂、光稳定剂、颜料、无机物颗粒或其组合的添加剂添加到根据本发明的装饰面板的一层或多层上，即载体层、粘着层、底层、透明层和表层上，该面板能够提供期望的特性，例如特殊的颜色、耐火性、防潮性以及对UV光有害影响的减弱。特别是各层上的阻燃剂的不均匀分布，以最高浓度存在于较外层中，似乎非常有利。
根据本发明的装饰层优选在至少1.5牛顿、优选至少3牛顿(EN438-2第14节)的擦划载荷下抗擦划。这种抗擦划性使得面板适于多种应用，特别用于必须防止擦划的环境中。
装饰层与载体层之间的最佳粘合非常重要，此处装饰层优选具有20-50N/mm2、特别是25-50N/mm2(DIN 52366)的Z-强度。
此外，如划格法附着力实验(DIN53151)所测，装饰层表现出最大2级的粘着力。
此外，期望装饰层具有参比试样80％的保光性，如按照DIN 67530所测。
在户外使用的情形中，耐候性非常重要。因而期望本装饰面板具有至少4级的外部颜色稳定性(按照标准测试方法ISO4892-2和采用灰度的评价方法ISO152-A2)。
此外，本产品还在严峻得多的人造天气环境下经受测试。所述附加测试在封闭槽室(Ci4000 Atlas)中以氙弧(3500-6500瓦氙灯)进行。所述测试包含进行120分钟的Florida仿真循环。所述循环由相继进行的90分钟在50％相对湿度下的光照与30分钟在冲洗下的光照构成。该测试共历时2500小时。光强度在340nm处为0.55W/m2，共接近63W/m2(300-400nm)。气温为50℃。由此方法获得的数据以及采用标准方法获得的数据基于ISO 105-A2用灰度进行评价。如对照参比试样所测，可接受的颜色变化是至少为4的灰度。此外，进行目测以确定表面上是否产生了任何破裂、气泡或分层。
可用于测试这类面板的耐候性的其它测试标准为耐酸性，其按照DIN 50018通过测量耐SO2性来测定。这是耐酸雨性的量度。
此外，通过将面板浸渍到沸水8小时，可以测定耐沸性，然后评价该面板的目视光泽变化和表面缺陷，如分离层上的起泡。后两方面指示装饰层与载体层之间粘结较劣。
耐涂写性以面板对特定化学化合物的抵抗力来测量。基于按照EN438-2第15节的方法的修订版进行该测量(抗着色性)，其为高压装饰层板的英国标准。根据所述步骤，将大量所述化学化合物的液滴涂到试样上，随后提供玻璃盖板。特定时间的接触之后，除去化学化合物并清理该面板。自此一小时后，目测该表面的光泽、颜色、表面缺陷以及起泡的变化。所述变化以1-5级指示，其中5代表无可见变化，1代表表面缺陷和起泡。所测试的物质包括例如丙酮的有机溶剂以及其它用于除去涂痕的特定市售物质。
在本发明的一种具体实施方式
中，载体层的背侧，即远离粘着层和装饰层所在上侧的一侧，优选由牛皮纸和包含一种或多种前述可辐射固化组份的合成树脂表层相继构成，所述牛皮纸浸有选自酚树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚异氰酸酯树脂、三聚氰胺丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯或其组合的树脂，优选三聚氰胺或酚树脂，所述表层构成底侧的外层。在另一种实施方式中，上述背侧也可以仅由例如80g/m2的可以带颜色的纸层构成，该纸层毗邻底侧，带有或不带有内置的粘着层。
此外，本发明涉及一种制造装饰面板的方法，该面板在载体层的一面或两面上包含装饰层，特征在于该方法包含以下步骤i)提供载体层；ii)将粘着层涂于步骤i)中得到的载体层的一面或两面上；iii)将装饰层涂于步骤ii)中得到的组件的一面或两面上；iv)在压力、温度和停留时间条件下处理步骤iii)中得到的组件，从而得到装饰面板。
本发明还涉及一种形成装饰层的方法，包括步骤v)提供未浸渍的已印好的纸；vi)将包含合成树脂的表层涂于步骤v)中得到的纸上，所述合成树脂包含一种或多种可辐射固化组分；vii)将步骤vi)中得到的组件辐射固化，由此得到装饰层。
优选通过在步骤iv)与步骤v)之间实施附加步骤viii)，来实施该形成装饰层的方法，所述步骤viii)包含viii)提供包含合成树脂的透明层，所述合成树脂包含一种或多种可辐射固化组分；由此得到由部分浸渍的，已印好的纸、透明层和表层相继构成的装饰层，表层为外层。
本技术领域中已知若干种用于涂覆表层和透明层树脂的方法。例如，可以通过旋转筛筒印刷将树脂直接涂于底层上；此外，也可以通过旋转筛筒印刷将树脂涂于载体膜上(例如聚酯箔和聚丙烯箔)，随后将该载体膜转化成底层。也可以同时使用这两种方法。
以上方法都可用于涂覆表层以及用于涂覆透明层和表层。因而，例如可以在单一处理步骤中接连涂覆透明层和表层，透明层直接涂覆于底层上，表层经由载体箔涂覆于底层与透明层的组件上。上述方法的各种组合当然也是可以的。可以采用的其它方法例如为辊涂、雕版、喷涂、帘式淋涂、胶版印刷、真空涂覆或喷墨涂覆以及类似方法。
以下将通过许多实施例来解释本发明，然而此处应当指出，本发明绝不限于这类具体实施方式
。
实施例实施例1将90g/m2的透明树脂表层(35％HDDA稀释的聚氨酯丙烯酸酯)涂于通过旋转筛筒印刷印有装饰性木装饰图案的80g/m2纸上。该纸的表层被部分浸渍，该表层用电子束辐射固化。印刷油墨中的颜料在光线下稳定，所述颜料为无机氧化铁基颜料。将浸有245％三聚氰胺树脂的25g/m2第二种纸放置在前述部分浸渍的已印好的纸与一沓30张浸有酚基树脂的纸之间。将这种纸组件放在压力机中，在160℃温度下和70bar压力下压缩30分钟。所得产品的特性示于表1中。
实施例2进行如实施例1中所述同样的操作，除了涂覆脂族氨基甲酸酯与金属效果颜料(铝颗粒)混合物的50g/m2附加透明层。该层的使用提供附加的视觉效果。所得产品的特性示于表1中。
实施例3进行如实施例1中所述同样的操作；此实施例中以30g/m2的量涂覆含有纳米氧化硅颗粒的表层，并涂覆附加的70g/m2聚氨酯丙烯酸酯透明层。该层的使用提供改善的抗擦划性。所得产品的特性示于表1中。
实施例4进行如实施例1中所述同样的操作；此实施例中，实施例1中的30张纸用纤维素纤维的浸胶垫替代，该垫浸有含阻燃剂的酚树脂。与之前的实施例相比，以此方式生产的面板提供改善的阻燃性。所得产品的特性示于表1中。
实施例5进行如实施例1中所述同样的操作；此实施例中，70g/m2的纸印有两层油墨，第一层油墨覆盖纸的全部面积。这对所述纸的吸附力有影响。所得产品的特性示于表1中。
实施例6进行如实施例1中所述同样的操作；此实施例中，用前辊涂法涂覆表面涂层。该方法使获得相对较薄的表层成为可能。表层由20g/m2的聚氨酯丙烯酸酯构成。此外，在涂覆表层之前，涂覆附加的60g/m2聚酯丙烯酸酯透明层。所得产品的特性示于表1中。
表1

*n.v.c.无可视变化*v.g.非常好
权利要求
1.一种装饰面板，在载体层的一面或两面都包含装饰层，特征在于装饰层包含底层和表层，底层为已印好的纸，表层为包含一种或多种可辐射固化的组分的合成树脂；其特征还在于载体层与装饰层之间存在粘着层，该粘着层与底层接触。
2.根据权利要求1的装饰面板，特征在于合成树脂部分浸渍到底层中。
3.根据权利要求1-2任一项或多项的装饰面板，特征在于底层与表层之间存在透明层。
4.根据权利要求3的装饰面板，特征在于透明层部分浸渍到底层中。
5.根据权利要求3-4任一项或多项的装饰面板，特征在于透明层与表层在界面区域、即透明层与表层之间的接触面内混合。
6.根据前述权利要求任一项或多项的装饰面板，特征在于粘着层包含一层或多层基层，该基层浸有树脂。
7.根据权利要求6的装饰面板，特征在于粘着层中的树脂部分浸渍到底层中。
8.根据前述权利要求任一项或多项的装饰面板，特征在于载体层包含热固性复合材料。
9.根据权利要求8的装饰面板，特征在于热固性复合材料包含大量纸层，该纸层浸有树脂。
10.根据权利要求8的装饰面板，特征在于热固性复合材料包含无纺织物，该无纺织物浸有树脂。
11.根据权利要求6-10任一项或多项的装饰面板，特征在于粘着层内的树脂与载体层内的树脂在界面区域、即粘着层与载体层之间的接触面内混合。
12.根据权利要求9的装饰面板，特征在于纸是碱化牛皮纸。
13.根据权利要求10的装饰面板，特征在于该织物包含纤维，该纤维选自木质纤维、聚酯纤维、玻璃纤维、矿毛绝缘纤维、无纺纤维、矿物复合纤维或其组合。
14.根据权利要求6-13任一项或多项的装饰面板，特征在于树脂选自酚树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚异氰酸酯树脂、三聚氰胺丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯或其组合。
15.根据前述权利要求任一项或多项的装饰面板，特征在于已印好的纸为重15-200g/m2的纸。
16.根据权利要求15的装饰面板，特征在于已印好的纸为重70-100g/m2的纸。
17.根据前述权利要求任一项或多项的装饰面板，特征在于可辐射固化组分选自不饱和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
18.根据前述权利要求任一项或多项的装饰面板，特征在于所述可辐射固化组分由作为能够辐射聚合的预聚物的低聚物构成，所述低聚物为环氧树脂与丙烯酸酯或硅树脂与丙烯酸酯的低聚物、优选聚酯与丙烯酸酯的低聚物、特别是氨基甲酸酯与丙烯酸酯的低聚物或者甲基丙烯酸酯的相应低聚物；如果合适的话，所述预聚物已经与多元醇或醚多元醇的丙烯酸单-、四、五和/或六酯、优选丙烯酸二酯或丙烯酸三酯或与之相应的甲基丙烯酸酯辐射聚合。
19.根据权利要求18的装饰面板，特征在于预聚物为氨基甲酸酯与丙烯酸酯的脂族聚合物，其已经与丙烯酸二酯和/或丙烯酸三酯辐射固化。
20.根据权利要求3-19任一项或多项的装饰面板，特征在于透明层包含根据权利要求17-19任一项或多项的可辐射固化组分。
21.根据权利要求6-20任一项或多项的装饰面板，特征在于基层选自贴面纸、无纺衬底、玻璃网或其组合。
22.根据前述权利要求任一项或多项的装饰面板，特征在于一层或多层、即载体层、粘着层、底层、透明层和表层，包含一种或多种选自阻燃剂、UV吸收剂、光稳定剂、颜料、无机颗粒的添加剂或其组合。
23.根据前述权利要求任一项或多项的装饰面板，特征在于装饰层在至少1.5牛顿(EN438-2第14节)的擦划载荷下抗擦划。
24.根据前述权利要求任一项或多项的装饰面板，特征在于装饰层在至少3.0牛顿(EN438-2第14节)的擦划载荷下抗擦划。
25.根据前述权利要求任一项或多项的装饰面板，特征在于装饰层具有20-50N/mm2(DIN52366)的Z-强度。
26.根据前述权利要求任一项或多项的装饰面板，特征在于装饰层具有25-50N/mm2(DIN52366)的Z-强度。
27.根据前述权利要求任一项或多项的装饰面板，特征在于如划格法附着力实验(DIN53151)所测，装饰层表现出最大2级的粘着力。
28.根据前述权利要求任一项或多项的装饰面板，特征在于装饰层具有参比试样至少80％的保光性，如按照DIN67530所测。
29.根据前述权利要求任一项或多项的装饰面板，特征在于装饰面板具有至少4级的外部颜色稳定性(标准测试方法ISO4892-2和采用灰度的评价方法ISO152-A2)。
30.一种制造根据前述权利要求任一项或多项的装饰面板的方法，特征在于所述方法包含步骤i)提供载体层；ii)将粘着层涂于步骤i)中得到的载体层的一面或两面上；iii)将装饰层涂于步骤ii)中得到的组件的一面或两面上；iv)在压力、温度和停留时间条件下处理步骤iii)中得到的组件，从而得到装饰面板。
31.一种权利要求30中形成所述装饰层的方法，特征在于该方法包含步骤v)提供未浸渍的已印好的纸；vi)将包含合成树脂的表层涂于步骤v)中得到的纸上，所述合成树脂包含一种或多种可辐射固化组分；vii)将步骤vi)中得到的组件辐射固化，由此得到装饰层。
32.根据权利要求31的方法，特征在于在步骤v)与步骤vi)之间实施附加步骤viii)，所述步骤viii)包含viii)提供包含合成树脂的透明层，所述合成树脂包含一种或多种可辐射固化组分；由此得到由部分浸渍的已印好的纸、透明层和表层相继构成的装饰层。
全文摘要
本发明涉及一种装饰面板，在载体层的一面或两面上包含装饰层。此外，本发明还涉及一种由载体层和装饰层构成的装饰面板的制造方法。本发明还涉及形成装饰层的方法。
文档编号B44C5/00GK1809454SQ200480017597
公开日2006年7月26日 申请日期2004年5月21日 优先权日2003年5月23日
发明者古斯塔夫·丹尼斯·拉斯马桑, 玛塞勒·霍奇森, 亨德里库斯·休伯塔斯·杰勒达斯·冯肯 申请人:特里斯帕国际公司