EA011590B1

EA011590B1 - Субстрат с покрытием

Info

Publication number: EA011590B1
Application number: EA200601878A
Authority: EA
Inventors: Рудольфус Антониус Теодорус Мария Ван Бентем; Якоб Леендерт Хаас Де; Йозеф Мария Йоханнес Маттай; Якобус Адриан Антониус Вермелен; Аугустинус Эгене Хенк Де Кейзер
Original assignee: ДСМ Ай Пи ЭССЕТС Б.В.
Priority date: 2004-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2009-04-28
Also published as: EA200601878A1; EP1584378A1; TW200613067A; BRPI0509615A; CN1942255A; WO2005097874A3; CA2559795A1; WO2005097874A2; US20070224438A1; JP2007532343A; MY145516A; NO20065139L; EP1735112A2; AU2005230952A1

Abstract

Изобретение относится к способу нанесения покрытия на субстрат, предусматривающий стадии: а) нанесение на субстрат слоя, содержащего меламиноформальдегидную смолу А, в результате чего образуется субстрат с покрытием; b) возможная обработка субстрата с покрытием ИК-лучами или лучами ближней (длинноволновой) области ИК-спектра (NIR); с) возможное нанесение чернил, раствора красителя или дисперсии пигмента на субстрат с покрытием; d) возможное нанесение слоя, содержащего меламино-формальдегидную смолу В, на субстрат с покрытием со стадии b) или с); е) помещение субстрата с покрытием под пресс; f) возможное нагревание субстрата с покрытием под прессом в течение некоторого времени; g) увеличение давления в прессе и выдерживание субстрата с покрытием под давлением в течение некоторого времени. Изобретение дополнительно относится к субстрату с покрытием, получаемому указанным способом, и его использованию в дальнейшем процессе формования.

Description

Изобретение относится к способу нанесения покрытия на субстрат. Изобретение также относится к получаемому при этом субстрату с покрытием и к его использованию в последующем процессе формования.

Способ нанесения покрытия на субстрат известен из патента США 3730828, в публикации которого описано, что пригодный для последующего формования субстрат покрывают декоративным барьерным слоем, состоящим из обычных α-целлюлозных древесных волокон, пропитанных полностью отвержденной непластифицированной меламино-формальдегидной смолой с узким интервалом молярного отношения между формальдегидом и меламином. Слоистый материал получают сборкой различных слоев крафт-бумаги и верхнего, барьерного слоя с непластифицированной меламино-формальдегидной смолой. Все указанные слои носителя преобразуют в слоистый материал путем помещения сложенных слоев в ламинирующий пресс под высоким давлением и при высокой температуре в течение некоторого количества времени. Недостаток полученных таким образом слоистых материалов состоит в том, что они не могут быть изогнуты в сложные формы по двум (или более) взаимно пересекающимся осям без растрескивания и/или разлома.

В патенте \¥О 99113000 описан препрег слоистого материала, который состоит из одного или более слоев слоистого носителя, который пропитан еще не отвержденной смолой. Носитель представляет собой слоистый пористый полимер. Слоистый пористый полимер может быть нетканым слоистым полимером, слоистым открытопористым пенопластом или микропористой мембраной. Слоистый пористый полимер пропитан смолой, которую необходимо высушивать при температуре от 100 до 160°С. Полученный таким образом носитель укладывают в пачку после сушки. Препрег может быть затем переработан в конечный отформованный продукт путем первой деформации препрега и затем отверждения промежуточного отформованного продукта при повышенной температуре или путем объединения стадий деформации и отверждения в одну стадию. Недостаток препрега согласно патенту \УО 99/13000 состоит в том, что слоистый препрег состоит из по меньшей мере двух компонентов, из которых первый должен быть получен на отдельной стадии: слоистого пористого полимера и (на стадии препрега) неотвержденной смолы.

В патенте \¥О 00/53666 описан препрег, который содержит один или более слоев пористых пластин носителя, причем пористая пластина носителя пропитана еще не отвержденной смолой, причем носитель содержит плавящийся полимер, смешанный с целлюлозой, или регенерированной целлюлозой, или с их смесью. В патенте \¥О 00/53667 описан препрег, который содержит один или более слоев пористой пластины носителя, причем пористая пластина носителя пропитана еще неотвержденной смолой и носитель представляет собой пористый носитель на основе полностью или частично регенерированной целлюлозы. В патенте \¥О 00/53688 описан препрег, который содержит один или более слоев пористой пластины носителя, причем пористая пластина носителя содержит по меньшей мере один волокнистый сложный эфир целлюлозы. Недостаток указанных систем состоит в том, что они основаны на пористом полимере в качестве носителя и (на стадии препрега) неотвержденной смоле и в том, что на начальных стадиях препрега необходимы по меньшей мере два компонента.

Предметом изобретения является преодоление вышеуказанных недостатков и предоставление способа нанесения на субстрат покрытия из меламино-формальдегидной смолы, который менее сложен, чем способы, ранее известные в технике, и полученные субстраты с покрытием обладают хорошими механическими свойствами. Хорошие механические свойства, например, требуются, если субстрат с покрытием затем подвергают формованию.

Область действия указанного предмета (изобретения) представляет собой способ, который состоит из следующих стадий:

a) нанесение слоя, состоящего из меламино-формальдегидной смолы А, на субстрат, в результате чего образуется субстрат с покрытием;

b) возможная обработка субстрата с покрытием ИК-лучами или лучами ближней (длинноволновой) ИК-области спектра (ΝΙΒ);

c) возможное нанесение чернил, раствора красителя или дисперсии пигмента на субстрат с покрытием;

б) возможное нанесение слоя, состоящего из меламино-формальдегидной смолы В, на субстрат с покрытием со стадии Ь) или с);

е) помещение субстрата с покрытием под пресс;

ί) возможное нагревание субстрата с покрытием под прессом в течение некоторого количества времени;

д) повышение давления в прессе и выдерживание субстрата с покрытием под давлением в течение некоторого количества времени.

В способе согласно изобретению не требуется пропитывать и высушивать носитель, такой как бумага или другой материал на основе целлюлозы или пористого полимера. Фактически, при осуществлении изобретения слой, состоящий из меламино-формальдегидной смолы А, не содержит такого носителя. Аналогично, предпочтительно, чтобы возможный слой, содержащий меламино-формальдегидную смолу В, не содержал носителя. В указанных случаях промежуток времени и аппаратура, необходимые для процесса нанесения покрытия на субстрат, могут быть уменьшены по сравнению с ранее известными в технике (способами), при которых осуществляют пропитку и высушивание носителя. Другое преимуще

- 1 011590 ство способа согласно изобретению состоит в том, что вообще не требуется сборка различных слоев. Дополнительное преимущество способа согласно данному изобретению состоит в том, что покрытие наносят непосредственно на субстрат, который нуждается в нем для дальнейшего использования, например рабочий верх кухонного шкафа или переднюю стенку кухонного шкафа. В указанном способе отсутствует отдельная стадия препрега.

Если слой(и) на субстрате с покрытием не содержит(ат) носителя, дополнительное преимущество способа согласно изобретению состоит в том, что получаемый таким образом субстрат с покрытием может быть подвергнут стадии последующего формования с изгибом по двум или более осям; указанную последующую стадию формования называют также 30-формованием. Более того, предпочтительное отсутствие носителя уменьшает количество отходов, образующихся в процессе получения субстрата с покрытием.

На стадии а) способа согласно изобретению на субстрат наносят слой, сотоящий из меламино-формальдегидной смолы А. В результате нанесения слоя образуется субстрат с покрытием. Под меламиноформальдегидной смолой А понимают смолу с главными элементами структуры меламином и формальдегидом. Меламино-формальдегидная смола А может дополнительно содержать другие элементы структуры, например мочевину; пластификаторы, такие как, например, диэтиленгликоль и сахара; и другие соединения, известные специалистам в данной области, такие как катализатор. Более того, формальдегид согласно изобретению частично или полностью может быть заменен другим подходящим соединением; примерами таких соединений являются полуацетали алканолов, такие как полуацеталь метилглиоксилата метанола (ОМНА) и другие полуацетали, как предложено на стр.3 патента \¥О 03/101973 А2. Меламиноформальдегидная смола А может содержать или даже полностью состоять из смолы в порошкообразной форме (меламино-формальдегидная смола С), в дисперсной форме (меламино-формальдегидная смола Ώ), в жидкой форме (меламино-формальдегидная смола Е) или в виде их любой комбинации. В предпочтительном варианте осуществления меламино-формальдегидная смола А содержит по меньшей мере 40, 50, 60, 70 или даже 80, 90 или, по существу, 100 мас.% порошкообразной меламино-формальдегидной смолы С и/или дисперсии меламино-формальдегидной смолы Ώ. Это имеет то преимущество, что уменьшается риск миграции смолы внутрь субстрата. Предпочтительно носитель не используют; поскольку в данном изобретении необходимо меньше или даже совсем не нужна сушка пропитанного носителя при повышенной температуре, способ предпочтителен с экономической и экологической точек зрения. Массовое соотношение между порошкообразной меламино-формальдегидрой смолой С и дисперсией меламино-формальдегидной смолы Э - как выражено в массовых процентах относительно друг друга - может варьироваться в широком интервале, например от 1%:99% до 99%: 1%, более предпочтительно от 10%:90% до 90%:10%, от 25%:75% до 75%:25% или от 40%:60% до 60%:40%. Более предпочтительно, когда меламино-формальдегидная смола А состоит исключительно из порошкообразной меламино-формальдегидной смолы С. Это имеет то преимущество, что рисунок, нанесенный чернилами, раствором красителя или дисперсией пигмента - что может быть сделано на возможной стадии с), обсужденной ниже - может остаться невредимым в наиболее возможной степени. В указанном предпочтительном варианте осуществления способа согласно изобретению порошкообразную меламино-формальдегидную смолу С наносят на поверхность субстрата таким образом, чтобы образовался слой. Порошком здесь и далее обозначают твердое вещество, состоящее из мелких частиц, обычно с размером частиц менее 250 мкм, предпочтительно менее 100 мкм. В случае очень больших частиц даже распределение на поверхности субстрата затруднительно и далее растворение нанесенных рисунков, образованных чернилами, раствором красителя или дисперсией пигмента на возможной стадии с), хуже, чем при использовании более мелких частиц. Толщина слоя не является особенно критической и может быть выбрана в широком интервале, например от 20 до 500 мкм. Предпочтительно слой имеет толщину от 50 до 250 мкм. Должен быть найден баланс между толстым слоем, который предпочтителен для сокрытия недостатков поверхности субстрата, и тонким слоем, который более предпочтителен для последующего формования. Специалистам в данной области известно, как могут быть получены порошки меламино-формальдегидных смол. Могут быть даны ссылки, например, на КшъЫоГГНапбЬисй, 10-Оигор1а51» Вескег, Э. Вгаип, 1988 Саг1 Напзеп Ует1ад; более конкретно глава Мекиптйагхе. стр. 41 и далее. Порошкообразная меламиноформальдегидная смола С, которая может быть использована на стадии а), должна иметь достаточно высокую температуру стеклования (Т_д) для того, чтобы быть стабильной при комнатной температуре в виде порошка в течение продолжительного периода времени. В случае, если Т, недостаточно высока, частицы смолы могут коагулировать и порошок может утратить свою форму и стабильность. Подходящие значения Т_д составляют по меньшей мере 30°С, предпочтительно 40°С, более предпочтительно от 60 до 90°С. Т_д должна быть ниже температуры, при которой в способе осуществляют стадии Г) и/или д); поскольку, если Т_д выше, чем температура на стадии Г), смола не расплавится и не станет текучей. Обычно Т_д должна быть ниже 140°С, предпочтительно ниже 120°С.

Меламино-формальдегидная смола А может содержать дисперсию меламино-формальдегидной смолы Э. В контексте данного изобретения под дисперсией меламино-формальдегидной смолы Э понимают систему, в которой жидкость, такая как, например, вода или спирт, представляет собой непрерывную фазу и при этом непрерывная фаза содержит мелкие нерастворенные частицы, состоящие из меламиноформальдегидной смолы в неотвержденном, частично отвержденном или полностью отвержденном со

- 2 011590 стоянии. Получение указанных дисперсий описано в указанных и других патентах: XVО 97/07152, ЕР 1099726 А2 и США 6245853 В1. Указанные частицы сами по себе могут быть жидкими или твердыми. Хотя размер диспергированных частиц может варьироваться в широких пределах, предпочтительно, чтобы среднемассовая величина была от 0,1 до 100 мкм, более предпочтительно от 0,5 до 75 мкм, от 1 до 50 мкм, от 1,5 до 25 мкм или даже от 1,75 до 15 мкм или от 2 до 10 или 5 мкм. Указанные дисперсии известны; известно также, что они часто полезны или даже необходимы для использования в дисперсных/защищенных коллоидах для достижения стабильной дисперсии. В контексте данного изобретения термин стабильный может иметь два значения: либо что диспергированные частицы не отделяются, не коагулируют или не оседают в течение по меньшей мере 30 мин (или даже по меньшей мере 1 ч или предпочтительно по меньшей мере 24 ч) после приготовления дисперсии; или что диспергированные частицы легко могут быть редиспергированы встряхиванием в случае их отделения, коагуляции или осаждения.

В качестве основной рекомендации следует отметить, что предпочтительно избегать столь высокой степени конденсации диспергированных частиц, чтобы стало невозможным подвергнуть указанные частицы отверждению в способе согласно изобретению таким образом, чтобы частицы сплавлялись с другими частицами.

Аналогично, следует отметить, что предпочтительно избегать столь высокой степени отверждения диспергированных частиц,чтобы стало невозможным дополнительно отверждать указанные частицы в способе согласно изобретению таким образом, чтобы частицы сплавлялись с другими частицами.

Как предложено в процитированных открытиях, идентифицированы различные подходящие диспергаторы для использования при получении стабильной дисперсии меламино-формальдегидной смолы Ό. Обычно диспергаторы часто представляют собой длинноцепные полимеры в твердом или жидком состоянии, причем указанные полимеры превращают в форму, в которой они растворимы в жидкости, которая представляет собой непрерывную фазу дисперсии; указанные превращения известны и могут состоять в обработке при повышенной температуре в указанной жидкости, возможно с помощью других соединений, таких как кислоты или основания. При этом может быть выгодно, чтобы указанный диспергатор, после того как получен в жидкой форме, имел рН ниже 9, более предпочтительно ниже 8 или даже 7; это может иметь то преимущество, что диспергатор - обсужденный позже в стадии д) - не вызывал замедления реакций конденсации и/или отверждения и предпочтительно мог даже ускорять их.

Известные подходящие диспергаторы, однако, имеют тот недостаток, что содержание твердых веществ в дисперсии весьма низко; в патенте νθ 97/07521, например, содержание твердых веществ составляет около 25%. Содержание твердых веществ определяют как суммарный массовый процент всех соединений, за исключением воды, как вычислено из исходных веществ, использованных при изготовлении. Неожиданно обнаружено, что особенно применимы диспергаторы, содержащие сополимеры стирола и малеинового ангидрида или произведенные от них соединения. Более конкретно, предпочтительны водные растворы сополимеров стирола и малеинового ангидрида с молекулярной массой выше 1500. Таким образом, изобретение относится также к дисперсии жидких или твердых частиц меламино-формальдегидной смолы в жидкости, предпочтительно воде или спирте, причем дисперсия содержит диспергатор, состоящий из сополимера стирола и малеинового ангидрида, причем указанный сополимер предпочтительно обработан таким образом, чтобы передавать растворяемое вещество в непрерывную фазу дисперсии. В контексте данного изобретения термин сополимер стирола и малеинового ангидрида может относиться к сополимеру как таковому или к сополимеру после его обработки для передачи растворяемого вещества в непрерывную фазу дисперсии. Преимущество использования указанных сополимеров состоит в том, что можно получать стабильную дисперсию меламино-формальдегидной смолы Ό с высоким содержание твердых веществ, то есть выше 30% и предпочтительно от 35 до 65%. Предпочтительно, чтобы средневзвешенная молекулярная масса (М\с) сополимеров стирола и малеинового ангидрида была выше 1500, 3000, 10000, 50000 или даже 100000; предпочтительно указанная молекулярная масса М\с составляет самое большее 3000000 или 2000000, более предпочтительно самое большее 1000000. Молярное отношение стирола к малеиновому ангидриду в сополимере предпочтительно составляет от 1:0,1 до 1:1, более предпочтительно от 1:0,5 до 1:1. Как известно, водные растворы сополимеров стирола и малеинового ангидрида могут быть получены обработкой сополимера в воде основанием при повышенной температуре. Примером подходящего сополимера стирола и малеинового ангидрида является 8спр5сГ' 520 (поставщик: Нсгси1с5; молекулярная масса около 350000, молярное отношение стирола к малеиновому ангидриду 1:1). В отдельном аспекте изобретения сополимер стирола и малеинового ангидрида может также быть использован для создания стабильной дисперсии частиц меламина в жидкости, такой как вода или спирт.

Диспергатор может быть прибавлен к системе меламино-формальдегид/жидкость до, во время или после реакций образования меламино-формальдегидной смолы и/или частиц. Количество, которое должно быть прибавлено, может варьироваться в широких пределах, в зависимости, кроме прочего, от точной природы диспергатора, жидкости, а также в зависимости от желаемого размера частиц, которого хотят достичь. Предпочтительно меламино-формальдегидная дисперсия Ό содержит от 0,01 до 10 мас.% диспергатора, более предпочтительно от 0,05 до 7,5 мас.%, от 0,2 до 5 мас.% или от 1 до 3 мас.%.

- 3 011590

Меламино-формальдегидная смола А может содержать жидкую меламино-формальдегидную смолу Е. Получение жидкой меламино-формальдегидной смолы Е известно специалистам в данной области, например, из вышеупомянутой ссылки КшъЫоГГ НаибЬисй, 10-Оигор1а81е (глава Ме1атт11агхе). В предпочтительном варианте осуществления меламино-формальдегидная смола А состоит из обоих компонентов: жидкой меламино-формальдегидной смолы Е и дисперсии меламино-формальдегидной смолы Ό. Это имеет то преимущество, что (в этом случае) по сравнению с субстратом с покрытием, в котором меламино-формальдегидная смола А содержит такое же количество - выраженное в содержании твердых веществ - только жидкой меламино-формальдегидной смолы Е, выше глянец субстрата с покрытием после отверждения (то есть после завершения стадии д), что будет обсуждено ниже). Массовое соотношение между жидкой меламино-формальдегидной смолой Е и дисперсией меламино-формальдегидной смолы Ό, выраженное в массовых процентах относительно друг друга, может варьироваться в широком интервале, например от 1%:99% до 99%: 1%, более предпочтительно от 10%:90% до 90%: 10%, от 25%:75% до 75%:25% или от 40%:60% до 60%:40%. В частности, для повышения глянца предпочтительны комбинации, лежащие в интервале от 98%:2% до 85%:15% жидкой меламино-формальдегидной смолы Е и дисперсии меламино-формальдегидной смолы Ό. Указанное повышение глянца наблюдается безотносительно того, наносят ли слой, содержащий меламино-формальдегидную смолу А, на субстрат, содержащий декоративную бумагу, или нет. В одном из вариантов осуществления указанного аспекта изобретения стадию 6) не проводят, чтобы (получить) полную выгоду от повышения глянца.

Может оказаться, что если меламино-формальдегидная смола А содержит оба (компонента): жидкую меламино-формальдегидную смолу Е и дисперсию меламино-формальдегидной смолы Ό, то смола А приобретает пастообразную форму. Указанное преимущество состоит в том, что она может быть нанесена легко контролируемым образом.

Меламино-формальдегидная смола А предпочтительно способна образовывать непористый слой после отверждения на стадии д), таким образом предотвращая дифракцию света при включении компонентов, таких как, например, вода или воздух. Дифракция может давать размытое изображение. Указанное требование преимущественно может быть достигнуто при отношении формальдегида к меламину в смоле А от 1 до 3 (в молях). Меламино-формальдегидная смола А может быть частично поперечно сшита до нанесения на субстрат. В зависимости от точности композиции меламино-формальдегидной смолы А скорость предварительной поперечной сшивки влияет на способность к текучести. Если поперечную сшивку проводят слишком в большой степени, смола А не будет достаточно текучей и станет невозможно удалить все включенные компоненты, такие как, например, воздух, давлением. Специалист в данной области легко может определить желаемую скорость предварительной поперечной сшивки.

Другой способ повышения возможности образования непористого слоя состоит в выборе такой меламино-формальдегидной смолы А, которая состоит из смеси порошкообразной меламино-формальдегидной смолы С и дисперсии меламино-формальдегидной смолы Ό, как определено выше.

Меламино-формальдегидная смола А может дополнительно содержать окрашивающее вещество, такое как пигмент. В указанном случае полученное в конечном счете покрытие имеет более или менее однородный цвет без специально распознаваемого рисунка. В том случае, когда требуется однородно окрашенный слой, следует учитывать возможную стадию с), но желательно также добавлять на стадии 6) прозрачный покрывной слой на слой А, чтобы получить лучший вид и прочность. Если в покрытии желателен декоративный рисунок, требуются стадии с) и 6).

Если меламино-формальдегидная смола А содержит или даже состоит только из порошкообразной меламино-формальдегидной смолы С, указанная меламино-формальдегидная смола С предпочтительно должна проявлять такую комбинацию свойств, чтобы она могла образовывать пористый слой после плавления на возможной стадии Ь). Когда частицы смолы плавятся, они текут по направлению друг к другу. В зависимости от обстоятельств во время фазы течения и данного достаточного времени расплавленные частицы в дальнейшем полностью соприкасаются друг с другом, создавая при этом непористый слой. Однако для возможной стадии с) предпочтительно или даже необходимо иметь слой, который до некоторой степени еще является пористым; это имеет то преимущество, что рисунок, нанесенный чернилами, раствором красителя или дисперсией пигмента, будет в большей степени оставаться невредимым во время последующих стадий способа согласно изобретению. Для поддерживания пористости слоя температура в период фазы течения не должна быть слишком высокой, если время фазы течения умеренно. Если время, доступное для течения, короткое, температура должна быть выше. Поэтому должен быть найден баланс между указанными параметрами, который определяет течение. Специалист в данной области легко может определить подходящие условия путем рутинного экспериментирования.

Тип субстрата зависит от конечного применения субстрата с покрытием и может быть, например, деревом или материалом на основе древесины, бумагой, металлом, стеклом или пластмассой. Примерами материалов на основе древесины являются МОЕ (древесно-волокнистая плита средней плотности) (Ме61ит ЭепЩу Е1ЬтеЬоат6) или НЭЕ (древесно-волокнистая плита высокой плотности) (Н1дй ЭеиШу Е1ЬтеЬоат6), О8В (опеШеб Чгапб Ьоагб), древесно-стружечная плита, фанера. Субстраты с покрытием могут быть использованы в большом количестве применений, например сервировочные подносы, раковины, фаянсовая посуда, двери, кухонные рабочие поверхности, фурнитура и стеновые панели, кухонные

- 4 011590 шкафы, оконные рамы, ламинированное покрытие пола.

До проведения стадии Ь) в зависимости от природы меламино-формальдегидной смолы А и от требований, предъявляемых к субстрату с покрытием для его применения, желательно или даже необходимо осуществлять стадию сушки а1). Указанная стадия сушки, как известно, может быть проведена согласно указаниям, доступным специалистам.

На возможной стадии Ь) способа согласно изобретению нанесенную смолу обрабатывают инфракрасными (ИК) лучами или лучами ближней (длинноволновой) инфракрасной области спектра (НТК). Излучение в ближней (длинноволновой) инфракрасной области спектра относится к излучению с длинами волн от 0,8 до 1,5 мкм. Это особенно предпочтительно для осуществления стадии Ь), если меламиноформальдегидная смола А содержит или даже состоит исключительно из порошкообразной меламиноформальдегидной смолы С; это имеет то преимущество, что слой образуется более когерентным. В принципе, тип инфракрасного излучения может быть выбран свободно; предпочтительно использовать обычное ИК-излучение для более тонких слоев, например до 5 мкм толщины, тогда как ΝΙΚ предпочтительно используют для более толстых слоев, например до 0,5 мм, чтобы обеспечить благоприятный температурный режим по всей толщине слоя. Длительность облучения зависит от интенсивности излучения и характеристик смолы, которая должна быть обработана. Если меламино-формальдегидная смола А содержит или даже состоит исключительно из порошкообразной меламино-формальдегидной смолы С, и в частности если применяют возможную стадию с), длительность и интенсивность облучения должна быть такой, чтобы был получен когерентный слой, который еще имеет максимальную пористость. Специалисту в данной области это легко определить путем рутинного экспериментирования.

На возможной стадии с) на субстрат с покрытием наносят декоративный рисунок. Окрашенным материалом для образования указанного рисунка могут быть чернила, или раствор красителя в воде, растворителе или полимере, или дисперсия пигмента в воде, растворителе или полимере. Окрашенный материал может быть твердым или жидким и может быть нанесен любым видом метода формирования изображения, таким как офсетная или роликовая печать, краскоструйная печать, термопечать, тонирующая печать и т.д., как описано в НапйЬоок о1 Ттадшд Ма1епак (ΛγΙΙιιιγ 8. Э1атопй ей., Магсе1 Эскксг. 1991).

На возможной стадии й) слой, содержащий меламино-формальдегидную смолу В, наносят на субстрат с покрытием, полученный после стадии а), Ь) или с). Меламино-формальдегидная смола В может быть в форме жидкости, дисперсии, порошка или любой их комбинации. В предпочтительном варианте осуществления меламино-формальдегидная смола В, в основном, находится в порошкообразной форме; это имеет то преимущество, что уменьшается риск проникновения смолы в подслой(и) субстрата с покрытием. Природа меламино-формальдегидной смолы В может варьироваться в зависимости от требуемых свойств конечного покрытия. Предпочтительно смола В находится в порошкообразной форме с Т_д в тех же интервалах, какие указаны для порошкообразной меламино-формальдегидной смолы С; она предпочтительно имеет хорошую текучесть при температуре последующих стадий 1) и д) и затвердевает в прозрачный устойчивый к царапинам верхний слой таким образом, что делает видимыми любые лежащие ниже слои или рисунки, давая также отличную адгезию с нижележащими слоями в результате совместной реакции на последующей стадии или стадиях 1) и д). Чтобы защитить нижележащий(е) слой(и) от воздействия окружающей среды и разрушения, к меламино-формальдегидной смоле В могут быть добавлены стабилизаторы, например Ншйетей Атше ЫдЫ 81аЫКхег5 (НАЬ8) и поглотители УФ-лучей. Дополнительно для обеспечения лучшей устойчивости к царапинам к смоле могут быть добавлены неорганические наполнители, например глина, диоксид кремния и корунд. Предпочтительно, с целью поддержания оптической прозрачности, используют частицы наполнителя (величиной) менее 300 нм.

До проведения стадии е) и если осуществляют возможные стадии Ь), с) и й), может быть применимым, желательным или даже необходимым, в зависимости от природы меламино-формальдегидной смолы А и от требований, предъявляемых к субстрату с покрытием, осуществлять стадию сушки й'). Указанная стадия сушки известна как таковая и может быть проведена согласно указаниям, доступным специалисту.

После стадии а) и возможных стадий Ь), с), й) и й') субстрат с покрытием на стадии е) помещают под пресс. Прессы как таковые известны специалисту; примером известного пресса является пресс для формования слоистых пластиков. Если стадию, предшествующую стадии е) способа согласно изобретению, уже проводят под прессом, то стадия е) может быть интерпретирована как простое оставление субстрата с покрытием под прессом.

Однажды покрытый субстрат может быть помещен под пресс - на стадии 1) - возможно нагретым под прессом в течение определенного времени. Абсолютная продолжительность не является критической. Время и температура взаимозависимы, это означает, что полученный результат (может быть) рассчитан, но что результат может быть получен либо при высокой температуре за относительно короткое время, либо при несколько более низкой температуре и за более длительное время. Например, время может варьироваться от 1 до 3 мин и температура может варьироваться от 100 до 140°С. Баланс между временем и температурой должен быть выбран таким образом, чтобы в результате при уровне отверждения получить приемлемые свойства в смысле глянца и пробы Китона для слоистых материалов.

Преимущественно субстрат с покрытием предварительно отверждают на стадии 1) до помещения под пресс на последующей стадии д). Указанное предварительное отверждение проводят, чтобы умень

- 5 011590 шить или даже предупредить текучесть и абсорбцию смолы в субстрат или сбоку от него под действием давления, что может оказать отрицательное влияние на механические и/или оптические характеристики субстрата с покрытием. Например, риск изображения стать нечетким, если оно нанесено на субстрат с покрытием на возможной стадии с), уменьшается предварительным отверждением согласно изобретению. Для указанной цели пресс может быть, например, предварительно нагрет до помещения в него субстрата с покрытием. В качестве альтернативы субстрат с покрытием может быть предварительно обработан на отдельной стадии таким образом, чтобы получить частично отвержденное покрытие, например путем использования ИК-излучения или излучения в ближней (длинноволновой) ИК-области спектра (ΝΙΒ). Обе альтернативы приводят к лучшему разрешению любого рисунка, если на стадии с) использовали пигмент, чернила или краситель. Обнаружено, что предварительное нагревание или предварительная обработка дают в результате лучшее верхнее покрытие.

На стадии д) субстрат с покрытием подвергают повышенному давлению в течение определенного периода времени. Предмет стадии д) состоит в достижении, по меньшей мере, частичного, но предпочтительно полного отверждения слоя(ев) в субстрате с покрытием. При этом используют условия давления, времени и температуры, обычно применимые для отверждения в области меламиносодержащих слоистых материалов.

Изобретение также относится к субстрату с меламино-формальдегидным покрытием, получаемому способом согласно изобретению. Он обладает хорошими механическими свойствами. В зависимости от дальнейшего применения требования нуждаются в (уточнении) в смысле, например, стойкости к царапинам, гибкости, прочности, химической устойчивости, устойчивости к истиранию, морозобоения (это означает сопротивление растрескиванию при резком изменении температуры). В зависимости от конечного применения некоторые из вышеуказанных свойств более важны, чем другие. Также в зависимости от дальнейшего применения субстрата с покрытием требования иногда нуждаются в уточнении с точки зрения их предъявления.

Субстрат с меламино-формальдегидным покрытием, получаемый согласно изобретению, проявляет улучшенную адгезию между нанесенным(и) слоем(ями) и субстратом по сравнению с ранними видами слоистых материалов, для которых сначала делают препрег, после чего препрег прессуют на субстрат.

Изобретение дополнительно относится к применению субстрата с покрытием, получаемого согласно способу изобретения, в последующем процессе формования; это имеет то преимущество, что риск повреждения структуры субстрата с покрытием, и в частности его слоя(ев), значительно уменьшается или даже устраняется.

Изобретение также относится к применению меламино-формальдегидной смолы с молярным соотношением формальдегида к меламину от 1 до 3 в способе согласно изобретению.

Изобретение дополнительно прояснено следующими примерами без его ограничения.

Пример 1.

Порошкообразную меламино-формальдегидную смолу С получали сушкой распылением меламиноформальдегидной смолы с 65%-ным содержанием твердого вещества, полученной из коммерчески доступной смолы (Мабий М\У 909), имеющей молярное отношение формальдегида к меламину 1,7, при катализе 3 мас.% сульфата аммония. 0,018 г высушенной распылением смолы С наносили на древесную плиту; площадь покрытой поверхности была 2 см на 6 см. Таким образом, меламино-формальдегидная смола А состояла на 100% из порошкообразной меламино-формальдегидной смолы С. Плиту прессовали под давлением 69 бар в течение 4 мин; температура во время прессования была 140°С. В результате субстрат с покрытием имел высокий глянец и твердую поверхность, сравнимые с известными слоистыми материалами, полученными пропиткой носителя.

Пример 2.

Из коммерчески доступной водной меламино-формальдегидной смолы (Мабитй М\У 909) изготавливали смолу с 65%-ным содержанием твердого вещества и катализировали 3 мас.% сульфата аммония, получая таким образом жидкую меламино-формальдегидную смолу Е. Меламино-формальдегидная смола А в данном примере состояла на 100% из указанной жидкой меламино-формальдегидной смолы Е. Смолу А наносили на МЭР-плиту; толщина слоя была 120 мкм; площадь покрытой поверхности была 10 см на 15 см. Плиту прессовали под давлением 26 бар в течение 4 мин; температура во время прессования была 140°С. В результате субстрат с покрытием имел высокий глянец и твердую поверхность.

Пример 3.

Получение дисперсии меламино-формальдегидной смолы Ό.

Получение диспергатора: готовили водный раствор сополимера стирола и малеинового ангидрида (8сйр8с(® 520, поставщик: Нсгсп1с5). 61 г 8спр5с1 520 медленно прибавляли к 455 г перемешиваемой воды. После достаточного освобождения от комков получали суспензию и прибавляли 50 г 25 мас.%-ного раствора ΝαΟΗ в воде. В результате экзотермической реакции температура повышалась примерно до 40°С. Сосуд затем нагревали до 82°С при перемешивании и выдерживали в течение 45 мин. При необходимости доводили рН (только повышая) до 6,5.

Синтез дисперсии МР: при помощи 2М ΝαΟΗ доводили до 9 рН 406 г 38,5 мас.%-ного водного раствора формальдегида, к которому было прибавлено 199 г воды. Прибавляли 394 г меламина; затем смесь

- 6 011590 нагревали при кипении с обратным холодильником. После растворения меламина и получения прозрачного раствора смесь охлаждали до 82°С. Затем прибавляли 145 г раствора диспергатора, полученного, как описано выше, и доводили рН смеси до 7 с помощью ΗΝΟ₃ при одновременном тщательном перемешивании раствора. Примерно через 15 мин наблюдалась точка резкого поворота, то есть побеление. Раствор менялся от молочного до чистой белой непрозрачной дисперсии. Реакция конденсации дисперсии продолжалась еще в течение 9 мин после момента помутнения, и затем смесь охлаждали до 20°С. После стояния в течение 1 мин охлажденной дисперсии рН доводили до 8,6 с помощью 5М ΝαΟΗ. Требуется около 8 г. Раствор при перемешивании охлаждали до 20°С и хранили в пластиковых бутылях. Полученная дисперсия имела содержание твердого вещества 55% и молярное отношение формальдегида к меламину 1,65. Дисперсия была стабильной в течение нескольких дней.

Получение субстрата с покрытием.

Синтезированную дисперсию смолы Ό наносили на буковую фанеру при помощи дозирующего валика. Указанная меламино-формальдегидная смола А в данном примере на 100% состояла из дисперсии смолы Ό. После нанесения влажной дисперсии покрытие выглядело белым. После сушки при комнатной температуре покрытие превращалось в белую поверхность. Указанный высушенный субстрат с покрытием прессовали при 150°С в течение 3 мин под давлением 30 бар. После прессования получали субстрат, имеющий светлое прозрачное покрытие.

Пример 4.

Меламино-формальдегидную смолу А, содержащую оба компонента: жидкую меламино-формальдегидную смолу Е и меламино-формальгидную дисперсию Ό, получали путем комбинирования жидкой меламино-формальдегидной смолы Е с молярным отношением формальдегида к меламину 1,7 с меламиноформальдегидной дисперсией Ό, полученной, как в примере 3. Содержание твердого вещества в меламино-формальдегидной смоле А было 58%, причем 55% исходило из жидкой меламино-формальдегидной смолы Е и 3% исходило из меламино-формальдегидной дисперсии Ό. Кроме того, меламино-формальдегидная смола А содержала 0,2 мас.% увлажнителя Νοίζιηίΐΐΐ РАТ959/9 и 0,2 мас.% антиадгезива РАТ-2523.

Образец носителя 20 см х 20 см в форме декоративной бумаги Мипкуо (80 г/м²) пропитывали 1 раз меламино-формальдегидной смолой А и затем сушили в течение 420 с при 100°С. Пропитанный бумажный носитель был затем ламинирован на МЭР-плиту при 100 кН и 190°С за 50 с. Как известно специалисту, указанные условия являются типичными условиями для получения так называемых ЕРЬ, то есть слоистых материалов низкого давления. Неожиданно глянец полученного слоистого материала, измеренный при 20°С, был 120, примерно такой же, как у НРЬ (слоистого материала высокого давления). Как известно специалисту, известные ЕРЬ'8, полученные только пропиткой носителей, имеют более низкий гленей, чем НРЬ, обычно 95-100, измеренный при 20°С.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ нанесения покрытия на подложку, включающий стадии, на которых:

a) наносят слой, содержащий меламиноформальдегидную смолу А, на подложку;

b) помещают подложку под пресс;

c) повышают давление в прессе и выдерживают подложку под прессом в течение определенного времени для отверждения нанесенного слоя.
2. Способ по п.1, в котором подложку обрабатывают инфракрасным (ИК) излучением или излучением ближней (длинноволновой) области ИК-спектра.
3. Способ по любому из пп.1, 2, в котором на слой на подложке наносят чернила, раствор красителя или дисперсию пигмента.
4. Способ по любому из пп.1-3, в котором на слой на подложке наносят слой меламиноформальдегидной смолы В.
5. Способ по любому из пп.1-4, в котором подложку нагревают под прессом в течение определенного времени.
6. Способ по п.4, в котором слой, содержащий меламиноформальдегидную смолу А, и/или слой, содержащий меламиноформальдегидную смолу В, не содержат носителя.
7. Способ по любому из пп.1-6, в котором меламиноформальдегидная смола А содержит порошкообразную меламиноформальдегидную смолу С и/или дисперсию меламиноформальдегидной смолы Ό.
8. Способ по п.1 или 7, в котором меламиноформальдегидная смола А содержит дисперсию меламиноформальдегидной смолы Ό, где указанная дисперсия меламиноформальдегидной смолы Ό содержит диспергатор, причем диспергатор содержит сополимер стирола и малеинового ангидрида.
9. Подложка с покрытием, полученная способом по любому из пп.1-8.
10. Применение подложки по п.9 в качестве исходного материала, предназначенного для процесса формования.