Результат интеллектуальной деятельности: ЛЕГКАЯ ПАНЕЛЬ, ИЗГОТОВЛЕННАЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРЯМОЙ ПЕЧАТИ

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к легкой панели, изготовленной с применением прямой печати, предназначенной в особенности для напольных, потолочных или стеновых покрытий, и к способу изготовления такой панели.

Уровень техники

В данной области известно множество различных видов панелей для изготовления напольных, потолочных или стеновых покрытий. Наиболее популярны деревянные панели или панели, имеющие вид настоящей древесины. Поскольку панели из сплошной настоящей древесины очень дороги и трудны в монтаже, были разработаны, например, панели с фанерной облицовкой или фанерованные панели. Фанера представляет собой тонкие листы, как правило, толщиной от 0,3 до 0,8 мм из высококачественной древесины, приклеенные к более дешевым основным материалам. За счет этого достигается желаемый вид дерева без необходимости использования дорогих плит из настоящей древесины.

Далее, известны также слоистые панели для напольных покрытий. По сравнению с фанерованными слоистые панели относительно недороги. Слоистая панель обычно содержит основу или несущую плиту в виде древесно-волокнистой плиты (далее - ДВП) средней или высокой плотности с наклеенной на ее верхнюю поверхность бумагой с печатным рисунком или узором. Обычно эта декоративная бумага дополнительно покрыта так называемым верхним бумажным слоем и все эти бумажные слои снабжены меламиновой смолой, отвержденной с применением высокого давления и температуры. В стандартах DIN EN 13329 и DIN EN 14041, относящихся к напольным слоистым панелям, указаны несколько минимальных физических требований к несущим плитам, таких как минимальная плотность 800 кг/м³ и стойкость к расслоению более 1,0 Н/мм². Таким образом, для слоистых напольных покрытий могут использоваться только несущие ДВП средней или высокой плотности, что повышает их стоимость.

При дальнейшей разработке были созданы декоративные панели для напольных покрытий без декоративной бумаги на слоистых панелях, в которых декоративный рисунок или узор наносится печатью непосредственно на поверхность несущих плит (так называемые панели прямой печати или напольные покрытия прямой печати). Пример такого решения описан в патентном документе WO 2007/042258 А1, совладельцем которого является заявитель данной заявки. В этом документе предложено шлифовать поверхность ДВП высокой плотности на первом этапе процесса и затем наносить на отшлифованную поверхность грунтовку в качестве активатора адгезии. После высыхания грунтовки поверхность снабжают грунтом под окраску, который также сушат и затем подкрашивают для создания определенного фонового цвета. На этот подкрашенный грунт с помощью печатной машины наносят печатью декоративный узор. На заключительном этапе наносят защитный слой затвердевающего полимера для получения продукции с гладкой полимерной поверхностью. Для изготовления панелей прямой печати используются те же ДПВ высокой плотности, что и в производстве слоистых панелей, то есть плиты плотностью примерно 800 кг/м³.

Дальнейшее усовершенствование слоистых панелей и панелей прямой печати описано в патентном документе WO 2008/061791 А1, совладельцем которого также является заявитель данной заявки и содержание которого полностью включено в настоящее описание в качестве ссылки. В этом документе предложено наносить полимерное покрытие с градиентом твердости после отверждения, так что твердость полимерного слоя снижается при увеличении глубины в направлении от поверхности покрытой плиты. Другими словами, в документе предложено создание такого полимерного слоя, который предпочтительно имеет максимальную твердость на наружной поверхности и минимальную твердость вблизи пограничной поверхности между покрытием и поверхностью плиты со снижением твердости между двумя крайними величинами. Описанная в этом документе уровня техники технология также требует использования ДВП средней плотности, которые удовлетворяют нормам DIN EN 13329 и DIN EN 14041, то есть имеют плотность примерно 800 кг/м³, что делает эти плиты относительно дорогими.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является создание панели, в частности напольной панели, в которой снижены или сведены до минимума указанные проблемы и недостатки. В частности, задачей является создание панели, которая по внешнему виду эквивалентна высококачественным слоистым панелям и в то же время легче и экономичнее в изготовлении, требует менее дорогих основных материалов и обладает достаточной механической прочностью для использования, например, в качестве напольного материала. Далее, задачей изобретения является создание панели, которая обеспечивает реалистичную имитацию рисунка (узора) настоящего дерева или рисунка (узора) камня (плитки).

Решение этих и другие задач, которые будут ясны из последующего описания, достигается за счет изготовленной с применением прямой печати легкой панели по пунктам 1 и 15 формулы изобретения и способа изготовления такой панели по пункту 13 формулы изобретения.

Согласно изобретению создана легкая панель, изготовленная с применением прямой печати, которая особенно пригодна для использования в качестве напольной панели и содержит несущую плиту, изготовленную из ДВП (древесно-волокнистой плиты) средней или низкой плотности, имеющую плотность ≤750 кг/м³. Термин «прямая печать» использован здесь для того, чтобы отличить продукцию по изобретению от классических слоистых панелей, то есть от панелей, снабженных отдельной декоративной бумагой. Термин «прямая» в данном контексте не исключает наличие других технических слоев или покрытий между поверхностью несущей плиты и краской декоративного слоя, например таких, как некоторые химические грунтовочные или подобные слои, описанные в упомянутом патентном документе WO 2007/042258 А1. Этот термин только указывает, что печать наносят на саму несущую плиту, а не на отдельную декоративную бумагу, которую затем наклеивают на плиту. После прямого нанесения декоративной печати (то есть в определенных случаях после первичного нанесения адгезионной грунтовки и тонкого покрытия основания) на несущую плиту наносят прозрачный защитный слой. Рисунок или узор может быть напечатан с помощью цифровых печатных аппаратов или так называемых лакировочных машин, которые поставляются на рынок, например, компанией "Hymmen GmbH", Билефельд, Германия. Прозрачное защитное покрытие может иметь в качестве основы, например, акрилатную систему и наиболее предпочтительно отверждается с помощью облучения. Нанесение прозрачного защитного покрытия предпочтительно выполняется так, как описано в патентном документе WO 2008/061791 А1, совладельцем которого является заявитель данной заявки. Неожиданным образом заявителями было обнаружено, что прежние требования относительно минимальной плотности несущей плиты не обязательны, когда декоративный слой наносят непосредственно путем печати на несущую плиту (соответственно на дополнительный активатор, связывающий или тонкое основание или подобный слой). Настоящее изобретение сделало возможным использование легких несущих ДВП средней или низкой плотности, имеющих плотность ≤750 кг/м³, более предпочтительно 730 кг/м³, еще более предпочтительно ≤700 кг/м³, еще более предпочтительно ≤680 кг/м³ и наиболее предпочтительно и 650 кг/м³. Специалисту в данной области понятно, что возможность использования таких легких несущих плит значительно снижает стоимость плит по сравнению с использовавшимися до сих пор несущими ДВП средней плотности, имеющими плотность 800 кг/м³ или более, как это требуется согласно стандартам EN 13329 и DIN EN 14041.

В наиболее предпочтительном примере осуществления изобретения поверхностные структуры и/или оптические особенности несущей плиты, по меньшей мере, частично видимы и вследствие этого включены в рисунок декоративного слоя. До настоящего времени при изготовлении декоративных панелей с применением прямой печати, как это описано в указанных выше решениях уровня техники, считалось необходимым вначале сделать гладкой или выровнять поверхность для нанесения печати, затем загрунтовать ее, то есть изолировать поверхность, используя какой-либо вид изолирующей жидкости, и затем нанести подходящее покрытие основания, которое полностью покрывает поверхность несущей плиты. Это было обусловлено тем, что для несущих ДВП стандартной средней плотности особенности поверхности и структура таких панелей считались неподходящими в качестве декоративной поверхности. Заявителями было неожиданным образом обнаружено, что благодаря другой, то есть отличающейся, композиции несущих легких ДВП средней плотности их поверхностные структуры и/или типические особенности хорошо пригодны для включения во многие поверхностные рисунки, используемые для таких панелей. Это особенно относится к реалистической имитации рисунка настоящего дерева и имитации камня или керамических плиток. Это удивительно, так как необработанная поверхность таких несущих плит выглядит не особенно приятно и не имеет ничего общего с рисунком настоящего дерева или с рисунком настоящего камня или керамики. Тем не менее при нанесении декоративного слоя и прозрачного защитного покрытия в соответствии с изобретением таким образом, что структуры и особенности остаются видимыми, в результате достигается эффект особенно реалистичного рисунка. Остающиеся видимыми структуры и особенности легкой несущей плиты добавляют рисунку некоторые несовершенства и примеси, что создает более реалистичный и естественный внешний вид по сравнению с безупречным печатным рисунком, что раньше всегда было целью в данной области.

Это особенно удивительно, поскольку эффект может достигаться только в несущих ДВП средней и низкой плотности. Представляется, что эффект создается в основном из-за отличающегося среднего размера древесного материала, используемого при производстве таких несущих плит, и из-за отличающихся адсорбционных свойств легких несущих плит по сравнению со стандартными ДВП средней плотности, используемыми для прямой печати. Легкие несущие ДВП средней или низкой плотности имеют гораздо более сильную тенденцию к поглощению подаваемых к ним жидкостей, таких как печатная краска, используемая для декоративного слоя. Другими словами, легкие несущие ДВП средней или низкой плотности имеют свойства, сходные со свойствами промокательной бумаги, или, по меньшей мере, эти свойства превышают свойства стандартной ДВП средней плотности. Одной из причин нанесения относительно толстого слоя основания, полностью покрывающего поверхность ДВП средней плотности перед нанесением печати, было это нежелательное поведение плит в отношении адсорбции. Заявителями было неожиданным образом обнаружено, что даже еще более высокая склонность легких несущих ДВП средней или низкой плотности оказалась подходящей для создания печатного рисунка более реалистичного вида. Опять-таки представляется, что несовершенства, создаваемые вследствие частичной адсорбции краски поверхностью несущей плиты, приводят к более естественному и реалистичному виду рисунка, особенно при имитации настоящего дерева и камня и соответственно при имитации керамики.

Как было упомянуто выше, хотя и предпочтительно, но не строго обязательно наносить печать непосредственно на необработанную поверхность легкой несущей плиты. Согласно изобретению на поверхность несущей плиты можно нанести также, например, грунтовку в качестве активатора адгезии для улучшения адгезии печатного декоративного слоя с поверхностью. Такая грунтовка-активатор адгезии поставляется на рынок, например, компанией Treffert GmbH & Со. KG, 55411 Бинген, Германия. Большинство грунтовок как активаторов адгезии основаны на акрилатных системах и наносятся в виде водных растворов в количестве всего нескольких граммов на квадратный метр, например примерно от 5 до 10 г/см². Используемые грунтовки предпочтительно полностью прозрачны и не скрывают поверхностных структур и/или оптических характеристик поверхности несущей плиты. Можно также, хотя и не предпочтительно, наносить очень тонкое покрытие основания при условии, что оно будет не настолько толстым или непрозрачным, чтобы по существу скрывать внешний вид несущей плиты.

Во всех примерах осуществления изобретения наносимое прозрачное защитное покрытие предпочтительно является полимерным покрытием, которое отверждается облучением. Наиболее предпочтительно оно наносится с градиентом твердости, так что твердость полимерного покрытия по существу непрерывно снижается с увеличением глубины от поверхности покрытия. Это может достигаться путем нанесения на поверхность легкой несущей плиты на первом шаге первого жидкого средства покрытия, а затем нанесением второго средства покрытия на еще влажное первое средство покрытия, так что жидкие слои до некоторой степени проникают друг в друга в соответствии с физикой жидкостей. Результатом этого является градиент концентрации обеих жидкостей (к сожалению, только в первые секунды или минуты, так как, если подождать достаточно долго, обе жидкости смешаются более или менее равномерно), при этом в наружных областях общего слоя доминирующими являются жидкости первоначальных единственных слоев. Этот градиент концентрации может быть «заморожен», когда две жидкости полимеризуются, например, с помощью ультрафиолетового облучения, так что два слоя затвердевают и их смешивание прекращается физически. Поскольку подробности этого процесса описаны в патентном документе WO 2008/061791 А1, совладельцем которого также является заявитель данной заявки и содержание которого полностью включено в настоящее описание в качестве ссылки, здесь эти подробности процесса изготовления не описываются. В любом случае следует заметить, что нанесение такого прозрачного защитного покрытия с градиентом поверхностной твердости особенно выгодно в решении по данному изобретению, в котором требуется легкая несущая ДВП средней или низкой плотности, имеющая относительно низкую плотность. В такой плите преимущества усовершенствованного защитного покрытия проявляются больше, чем в используемых для напольных покрытий стандартных панелях из ДВП средней плотности, которые сами по себе очень крепки и прочны.

В следующем предпочтительном аспекте изобретения легкая несущая ДВП средней или низкой плотности имеет стойкость к расслоению значительно меньше, чем стандартная ДВП, используемая для слоистой панели. Другими словами, предпочтительно измеренная согласно DIN EN 13329 стойкость к расслоению несущих плит, используемых в решении по изобретению, составляет величину ≤1,0 Н/мм², предпочтительно ≤0,95 Н/мм² и наиболее предпочтительно ≤0,85 Н/мм². Согласно стандарту на слоистые панели стойкость к расслоению используемых для этих панелей несущих ДВП средней плотности должна быть выше 1,0 Н/мм². Однако заявителями было обнаружено, что для легких несущих плит не только может использоваться более низкая стойкость к расслоению, но она приводит к улучшенному декоративному слою благодаря тому, что при изготовлении панелей более низкой стойкости к расслоению используется более низкое содержание смолы. Во всяком случае это было неожиданным открытием, что такая более низкая стойкость к расслоению вполне приемлема при подготовке панели с применением прямой печати.

Предпочтительно краски для печати декоративного слоя являются прозрачными красками, так что поверхностные структуры и/или оптические особенности несущей плиты по существу не закрыты нанесенной краской.

Настоящее изобретение позволяет создавать изготовленные с применением прямой печати панели, в особенности напольные панели, без необходимости в каких-либо дополнительных бумажных слоях, как это требуется для изготовления слоистых панелей. Это действительно, по меньшей мере, для верхней поверхности панелей, то есть для той стороны несущей плиты, где предусмотрен декоративный слой. Нижняя поверхность или нижняя сторона панели (когда она используется в качестве напольной панели) может быть снабжена каким-либо видом функциональной бумаги, например, для улучшения звукоизоляции или водоотталкивающей способности. Альтернативно нижняя сторона может быть также покрыта соответствующими химикатами для достижения желаемой влагостойкости.

В решении по изобретению предпочтительно, чтобы несущая плита была снабжена выполненными заодно с ней соединительными средствами в виде паза и шпунта, так что две панели могут быть соединены друг с другом. Выполненные заодно с несущей плитой соединительные средства для соединения в шпунт хорошо известны в области слоистых панелей и поэтому здесь подробно не описываются.

Для повышения износостойкости панелей по изобретению они могут быть снабжены износостойкими частицами, в частности частицами корунда, которые могут быть, например, нанесены разбрасыванием на еще влажный защитный слой. Альтернативно частицы могут быть включены в жидкий материал прозрачного защитного слоя в виде дисперсии.

Во всех примерах осуществления изобретения предпочтительно остаточная влажность несущей плиты составляет от 5 до 8%.

Изобретение включает также способ изготовления легкой панели с применением прямой печати, в особенности напольной панели, в котором на первом этапе получают древесно-волокнистую несущую плиту средней или низкой плотности, имеющую плотность ≤750 кг/м³, а на следующем этапе на несущую плиту наносят печатью декоративный слой. После высыхания декоративного слоя наносят прозрачное защитное покрытие таким образом, что поверхностные структуры и/или оптические особенности несущей плиты, по меньшей мере, частично видимы.

В предпочтительном примере осуществления изобретения способ дополнительно содержит этап нанесения фонового покрытия перед нанесением печатью декоративного слоя, причем фоновое покрытие имеет определенный фоновый цвет и его наносят достаточно тонким, так что поверхностные структуры и/или оптические особенности несущей плиты остаются, по меньшей мере, частично видимыми.

Осуществление изобретения

Далее изобретение будет более подробно объяснено на двух примерах осуществления.

Пример 1

Для изготовления панели по примеру 1 была использована несущая ДВП плотностью 650 кг/м³. Остаточная влажность плиты была равна примерно 6%, толщина плиты составила 6,7 мм. Здесь важно отметить, что для ДВП средней и низкой плотности весьма обычна остаточная влажность величиной от 3 до 5%. Таким образом, если упоминается плотность такой плиты, она всегда основывается на весе плит, включая содержание остаточной влажности. Другими словами, использованная в примере 1 несущая плита плотностью 650 кг/м³ содержит примерно 39 кг/м³ воды и 611 кг/м³ древесного материала, смолы, связующего и других компонентов.

Полученная несущая плита была отшлифована для обеспечения гладкой и ровной поверхности. На последнем этапе шлифовки использовалась наждачная бумага с обозначением зернистости Р220 по стандарту ISO, то есть очень тонкий наждак для получения особо гладкой поверхности. На подготовленную таким образом поверхность вначале наносили прозрачную адгезионную грунтовку на основе акрилатной системы в водной дисперсии производства компании "Treffert GmbH & Со. KG", 55411 Бинген, Германия (фирменная маркировка: 221-162-1001). Грунтовку наносили с расходом примерно 10 г/м². Затем несущую плиту с грунтовкой сушили в печи в течение 15 секунд при температуре 150°С. После охлаждения на следующем этапе наносили очень тонкое прозрачное основание под краску с расходом 10 г/м² (фирменная маркировка "Treffert GmbH": 231-161-1000). После сушки в течение 30 секунд при температуре 150°С использовали трехцветную печать для нанесения на несущую плиту декоративного рисунка древесины. После сушки нанесенного декоративного слоя был нанесен отверждаемый ультрафиолетовым облучением базовый лак, который был частично отвержден посредством ультрафиолетового облучения. На этот частично затвердевший слой был нанесен другой слой отверждаемого ультрафиолетовым облучением лака, который был отвержден аналогичным образом. Этот шаг был повторен еще два раза и после этого все слои были полностью отверждены. В результате было получено прозрачное защитное покрытие, образованное несколькими слоями. В целом лака было нанесено 60 г/м².

Пример 2

Для изготовления панели по примеру 2 также была использована несущая ДВП плотностью 650 кг/м³ и толщиной 6,7 мм. На эту несущую плиту была непосредственно нанесена прозрачная адгезионная грунтовка (фирменная маркировка "Treffert GmbH": 221-162-1001), то есть без шлифовки поверхности несущей плиты. После сушки грунтовки использовали трехцветную печать для нанесения декоративного слоя, имитирующего структуру настоящей древесины.

Далее прозрачное защитное покрытие было нанесено следующим образом. Несущие плиты подали к первому пункту нанесения покрытия, в котором первые жидкие средства покрытия наносили на плиты с помощью вращающихся роликов нанесения. На еще влажное первое покрытие следующим роликом нанесения наносили второе средство покрытия. После выхода со второго пункта покрытия покрытую таким образом плиту передавали в пункт отверждения, где слои отверждали посредством ультрафиолетового облучения. На пути от второго пункта покрытия к пункту отверждения происходило частичное смешивание жидких средств покрытия, причем этот процесс смешивания прерывался в пункте отверждения.

Таким образом, степень смешивания на поверхностях раздела между первым и вторым жидкими покрытиями (причем это смешивание имеет место без какого-либо механического воздействия) может регулироваться в зависимости от промежутка времени между нанесением второго жидкого покрытия на еще влажное первое покрытие и отверждением материалов в пункте отверждения. За счет этого может быть изготовлена плита с градиентом твердости.

На основе знания приведенных примеров осуществления далее можно использовать структурированную пленку для получения готовых панелей по изобретению с объемной структурой, имитирующей, например, объемную структуру настоящей древесины или плиток из настоящего камня. Такая структурированная пленка известна в данной области, ее накладывают на еще влажное прозрачное защитное покрытие или покрытия. Структурированная пленка покрывает еще влажные покрытия, а затем эти покрытия отверждают, например, посредством облучения. Предпочтительно облучение проводят через пленку, которая для этой цели очевидным образом должна быть проницаемой для данного облучения. После отверждения защитного покрытия структурированную пленку вновь снимают, так что в отвержденном защитном покрытии остается соответствующий оттиск.

Далее будут описаны приложенные графические материалы, на которых:

фиг.1 изображает поверхность необработанной легкой несущей ДВП средней или низкой плотности в соответствии с изобретением,

фиг.2 изображает пример легкой панели, изготовленной с применением прямой печати в соответствии с изобретением.

На фиг.1 показано сканированное черно-белое изображение поверхности типовой необработанной легкой несущей ДВП средней или низкой плотности. Показанная несущая плита имеет плотность, примерно равную 650 кг/м³. Как можно видеть на фиг.1, поверхность самой несущей плиты не выглядит как настоящая древесина. Однако поверхность содержит некоторые поверхностные структуры, то есть она не является совершенно гладкой и имеет оптические особенности, например такие, как темные пятна и более яркие крапинки или пятна.

На фиг.2 показана изготовленная с применением прямой печати легкая панель, в которой виден декоративный слой, имитирующий настоящую древесину (легкая панель, изготовленная с применением прямой печати, действительно имитирует напольное покрытие из настоящего дерева, собранное из различных прямоугольных панелей, как показано стыковыми линиями). Видимые на фиг.2 более темные пятна и более светлые пятнышки или крапинки не нанесены печатью на поверхность нарочно, а являются оптическими характеристиками исходной несущей плиты по фиг.1. Следует заметить, что на фиг.1 показан только пример поверхности легкой ДВП средней плотности, а не та поверхность, которая была использована для панели по фиг.2, то есть более темные или яркие крапинки или пятна, видные на фиг.1, находятся в других местах на фиг.2.

На практике результатом является очень реалистичная имитация напольного покрытия из настоящего дерева. Этот эффект еще усиливается определенными объемными поверхностными структурами несущей плиты, которые остаются заметными в готовом изделии, хотя, разумеется, незаметны на представленных двумерных изображениях. Следует далее заметить, что вследствие процесса сканирования и цифровой обработки пятна и крапинки не так ясно видимы на фиг.2, как в реальном изделии. Тем не менее, можно считать, что иллюстрация по фиг.2, не будучи совершенной, все же способствует пониманию изобретения.