CN103314064B - 涂布系统、其使用及生产该涂布系统的方法 - Google Patents

Abstract

用于将涂层直接应用至基材的涂布系统，该系统包括基于固化聚酯和/或固化聚丙烯酸酯的材料的涂层，且其中支撑织物在涂层的第一侧面上结合到涂层的材料中。根据本发明的涂布系统的使用包括以下步骤：-将涂层直接应用至基材。用于制造这样的涂布系统的方法。

Description

涂布系统、其使用及生产该涂布系统的方法

技术领域

本发明涉及将涂层直接应用至基材，尤其是应用漆层或颜料层。本发明还涉及适合于该目的的涂布系统和制造这样的涂布系统的方法。

背景技术

通常用于将漆层或颜料层应用至表面(在该申请中更通常地分别被称为涂层和基材)的目的的为在某种程度上是粘性的液体原料，例如液体颜料和漆。然而，这些原料确实具有大量缺点。

首先，在大部分颜料和漆中需要使用有机溶剂。这些溶剂对用这些颜料和漆工作的那些人的健康是有害的，且因此需要专门的预防措施。此外，有机溶剂的使用对环境是有害的。

这些液体原料的另一个缺点是应用涂层是费劲的。此外，此处难以精确地确定被应用的层的厚度。

此外，在应用至表面的层固化之前花费相对长的时间：对于最佳的结果，需要约3天。这是在木材加工工业中对木质对象涂布或上漆的步骤因此常常被省略并留给最终使用者的原因。因此在生产工艺中节约宝贵的时间。

除了干燥工艺的直接时间损失之外，还可以提及许多相关的缺点：

刚应用至基材的涂层是粘性的且因此可以本身成形至表面，在木材的情况下该表面可以是稍微多孔的。在木材中的孔的位置处，在应用的涂层中可形成气泡(也为：'凹陷处')。这些气泡破坏涂层的保护作用。

刚应用的涂层的干燥过程的另一个已知的缺点是在湿状态下，涂层可以从环境空气吸收各种各样污染物，例如粉尘、沙、雨水或露水。为了良好的最终结果，涂层将因此在干燥过程期间必须被保护。

干燥过程的另外的缺点是当人与涂层接触太早时或当涂层被应用至的产品被太早精加工时涂层可能留下污点。

因此，许多条件影响从固化漆层或颜料层获得的最终结果的品质。因此，最终结果大大地将改变，这在许多情况下是不期望的。此外，显著的缺点是为了效率的原因，木材加工工业在许多情况下被迫生产还未被涂布的木材产品。

在此，JP-2003/001629的公开内容被认为是现有技术，相对于该专利申请，本发明关于所附的独立权利要求中所定义的至少一些特征是新颖的。

发明内容

本发明的目的是减少或消除上述缺点中的一个或多个。本发明的目的还是提供一种涂布系统，使用该涂布系统可以将涂层直接应用至基材，而不需另外的耗时的后续处理。

根据第一方面，本发明包括为了该目的的用于将涂层直接应用至基材的涂布系统，该系统包括基于固化聚酯和固化聚丙烯酸酯的材料的涂层，且其中支撑织物在涂层的第一侧面上结合到涂层的材料中。

固化聚丙烯酸酯和固化聚酯被理解为意指完全反应的材料，即，完全聚合的材料。因此，基于该材料的涂层具有其形成不能分离的一个整体的重要特征。固化可以任何想得到的方式进行，例如通过风干、IR辐射或借助UV光。可选择地，聚合物可以粉末形式('粉末漆')被应用为层，其在增加的温度下熔化形成层，该层然后固化形成涂层。固化涂层因此形成稳定的整体结构，且实际上是即时使用涂层，该即时使用涂层仅需要被应用至预期的基材，之后，不需要另外的干燥或另外的处理。

使用根据本发明的涂布系统，涂层因此可以被直接应用至基材，其中没有另外的溶剂从涂层释放，且不需要涂层的干燥和固化的另外的精加工处理。

意外地，此外，已经发现固化聚酯和聚丙烯酸酯作为涂层具有足以提供可以在应用涂层期间封闭在基材和涂层之间的空气和水分通道的孔隙率。当将粘合剂层(例如基于可固化的聚合物)应用在基材和涂层之间时，该孔隙率是特别有利的，其中粘合剂层必须在空气中静止干燥。将涂层应用至基材的另外的细节在本发明的第二方面的上下文中讨论，本发明的第二方面涉及涂布系统的使用。

为了比较目的，应注意，例如固化聚氨酯涂层不具有所需的孔隙度，且因此需要以通口(through-opening)或穿孔形式的另外的修改以获得具有充分多孔性质的涂层。

根据本发明的涂层可以另外设置有另外的通口或穿孔以增加孔隙率。

根据本发明的涂层还包括支撑织物，该支撑织物目前结合在涂层的在涂层的第一侧面上的材料中。支撑织物可以具有织造或非织造类型，普通的纤维例如聚酯纤维用作支撑织物。

支撑织物目前结合在材料中，即在支撑织物的纤维之间的开放空间填充有涂层的固化材料。涂层和支撑织物因此形成一个整体。因为在涂层的第一侧面上存在支撑织物，所以该侧面在支撑织物对其做出显著贡献的表面上具有确定的特征。

已经发现，支撑织物在一方面增强涂层的完整性(借此防止不期望的撕裂)且在另一方面改进对基材的粘附应用。该后者中的因素是涂层的第一侧面由支撑织物的结构表征，对此，事实是在表面上，在纤维之间的开放空间的一部分没有被涂层的材料完全填充。涂层的第一侧面由此允许应用在基材和涂层之间的粘合剂层适当地渗透入涂层的第一侧面中。

此外，支撑织物使得以简单的方式将涂层应用至具有不规则表面特征的基材成为可能。在其表面由不同的木材块组装的木制基材的情况下，表面结构将根据木材块而变化。通常需要专门的预处理来确保涂层良好地粘附在基材的整个表面上。此时，基材的表面结构实际上必须被拉平。然而，当在涂层的第一侧面上存在支撑织物时，已经发现不再需要该专门的预处理。

在已经将涂层应用至基材之后，支撑织物通常对涂层具有拉平效果。

最后，根据本发明的涂布系统具有不需要设置关于其运输和储存的专门要求的优点，因为涂层已经固化，且因此涂布系统不再是反应性的。这与是指定的危险物质的许多传统颜料大不相同，这是为什么对其储存和运输强加法律要求的原因。

根据本发明的涂布系统的涂层包括优选地借助于电子辐射来固化的固化聚酯和固化聚丙烯酸酯。

借助于电子辐射来固化聚合物在本领域还被称为电子束固化(EBC)。以这样的方式固化的聚合物的优点很多：

首先，获得的涂层的硬度显著高于允许通过在空气中干燥而在基材上固化的传统上应用的颜料层。这对高光泽品质同样适用，高光泽品质可以通过使用EBC来固化的涂层实现。

获得的涂层的耐久性也是增加的，特别地在抗划伤性、色牢度和耐候性方面。由此的另外的优点是涂层还基本上增加其被应用至的基材的耐久性。其耐久性相对低的基材(例如确定类型的木材)的品质可以因此被改进。

另外的实际优点是获得的涂层可以容易地被清除和涂掉(overpaint)。

EBC固化的涂层由最佳地交联以形成致密网络结构的聚合物组成。对于这样的涂层，精确的是结合到涂层中的支撑织物的有利效果是甚至更相关联的：除了是硬的之外，EBC固化的涂层还是轻微脆性的，这可以不利地影响层的完整性。硬度还可以对粘合剂层粘附于涂层的能力具有不利影响。支撑织物保证不会出现这两个缺点。

在根据本发明的涂布系统中，支撑织物更优选地被浸渍有结合剂(binder)。

支撑织物有利地被浸渍有结合剂，例如丙烯酸酯树脂分散体。这一方面改进支撑织物与涂层的材料的一致性且另一方面改进涂层的第一侧面对基材的粘附应用。

根据本发明的涂布系统的涂层优选地包括在涂层的第二侧面上的可移除的保护层。

因此，涂层的该侧面可以被处理而不是被直接触摸。第二侧面是可见侧面，即在应用至基材之后，涂层的该侧面是可见的。保护层可以由例如聚乙烯或聚丙烯的合适的(透明的)膜制造且是从涂层可移除的。此外，当将整体应用至基材且最终从其除去保护层时，靠着涂层的膜侧面的表面粗糙度影响涂层的光泽品质。在非常低的粗糙度的保护层的情况下，获得了具有高光泽漆层的外观的涂层。随着粗糙度增加，首先获得蛋壳光泽，且随后是无光泽。

可以使用本发明实现的漆层的高光泽度—尤其是当涂层通过电子束固化来固化时—高于使用湿法应用至基材的高光泽品质的传统颜料实现的高光泽度。

可移除的保护层还具有第二优点，因为在用涂布系统涂布的产品的运输期间，可移除的保护层保护用涂布系统涂布的产品，且当投入使用时仅需要被除去。

保护层在靠着涂层的侧面上有利地设置有起伏部(relief)。如将在下文阐明的，待被应用的涂层可以因此设置有相对的起伏部。如果应用的涂层必须具有防滑性质，则这样的起伏部可以例如是期望的。

在根据本发明的涂布系统中，如果需要的话，将粘合剂层应用至涂层的第一侧面。该粘合剂层用来将涂布系统粘附至基材。涂布系统可以因此被应用粘附至基材，而不需以单独的步骤应用粘合剂层，如下文在本发明的第二方面的上下文中进一步讨论的。

根据本发明的涂布系统的第一侧面优选地设置有载体层，该载体层可以从涂层被除去。

由于这样的载体层，可以处理固化涂层的第一侧面，而不需直接触摸其，借此保证其品质，这对于粘附至基材是有利的。载体层可以是例如聚乙烯或聚丙烯的(透明的)膜。

载体层和保护层的可选择的材料是具有相应的优点的基于生物学上可降解的淀粉的聚合物。

关于特定的偏好，根据本发明的涂布系统包括涂层的以下另外的特征：

涂层包括染料或色料。这提供了提供具有具体的颜色、具体的颜色图案或确定的图像的涂层的选项。

在没有染料或色料的情况下，漆层优选地是透明的。

涂层包括非织造纤维或织造纤维。这样的涂层具有增加的强度，当除去载体层或保护层时，这是有利的，且在涂层被应用至基材之后，对于涂层的强度是有利的。特别地，涂层的完整性可以通过将超强纤维结合到其中来进一步增强，超强纤维例如聚酰胺，例如'Dyneema'纤维。如果需要的话，这些超强纤维形成支撑织物的一部分。

涂层包括弹性增加添加剂。当将涂层应用至基材时，有利的是，涂层具有合适的弹性和柔性。这此外有利于稳定的、即时使用的涂层，当除去载体层或保护层时，该稳定的、即时使用的涂层不会分裂。弹性增加添加剂因此提供设置合适的柔性的选项。

此外，确定的功能物质例如杀虫剂或香料可以合并到涂层中。此外，向涂层增加相应的功能性的电子部件例如LED或确定的芯片可以合并到涂层中。

隔离物设置在涂层的表面侧上。关于此点的优点是，当将涂层应用至基材时，涂层以相同的距离定位在基材的整个表面上。这提高获得的美学结果。隔离物优选地与涂层形成整体。可以实现这点的一种方法是通过提供具有起伏图案的涂层侧面。

涂层优选地具有0.0010至0.400mm，更优选地0.010至0.100mm的厚度。发现这样的厚度非常适合于期望的使用。

还建议根据本发明的涂布系统以条的形式被提供。这样的实施方案允许涂层以条来应用，这在大表面例如壁和门的涂布中提供实用的优点。

根据本发明的涂布系统更优选地以卷的形式被提供。这样的形式允许具有大面积的涂层为了储存和运输的目的而在尺寸上被显著减小。此外，卷非常适合于应用至基材，特别地当必须同时除去载体层时。

根据第二方面，本发明涉及根据本发明的涂布系统的使用，该使用包括以下步骤：

-将涂层直接应用至基材。

因此实现本发明的预期目的，可以单一操作应用至基材的即时使用涂层，而不需耗时的另外的处理。

这样的应用方法适合于手动方式和机械方式两者的应用。因此，本发明使得例如木材加工工业机械地提供具有涂层的木制产品而没有在干燥涂层时发生的时间损失成为可能。

根据本发明的使用优选地还包括以下步骤：

-在将涂层应用至基材之前将粘合剂层应用至基材。粘合剂层有利地包括没有完全固化的结合剂例如底漆或底涂层，在其固化之后，该没有完全固化的结合剂形成将涂层粘附至基材的中间层。因此获得涂层与基材的良好的且耐久的粘附。丙烯酸酯分散体-任选地用聚氨酯加强-例如用作底漆。

作为将粘合剂层应用至如上所述的基材的备选方案，在将涂层应用至基材之前，可以将粘合剂层应用至涂布系统的支撑织物。

另外应注意，粘合剂层的固化通常在十五分钟和若干小时之间获得。因此，涂布系统的位置在应用之后不久仍然可以改变，例如当根据需要没有进行应用时。

当将涂层应用至基材时，以下还与粘合剂层的类型的选择相关联：

当使用糊状粘合剂层时，具有相对光滑的表面的支撑织物优选地被应用在涂层中。当使用液体的粘性的粘合剂层时，稍微大体积的和'蓬松的'的支撑织物优选地被应用在涂层中。

根据第三方面，本发明涉及一种用于制造涂布系统的方法，该方法包括以下步骤：

-提供支撑织物；

-将聚酯和聚丙烯酸酯的预聚物应用至支撑织物的侧面；

-将保护层布置在预聚物上；

-固化预聚物。

因此根据本发明制造提供上文已经讨论的优点的涂布系统。术语预聚物被理解为意指还未固化或不充分固化的可聚合的混合物。

应注意，为了清楚，在预聚物的固化之后，获得支撑织物结合到其中的聚合物层。

按照根据本发明的第一优选的方法，以指出的顺序接连地进行上述步骤。布置保护层的步骤可以任选地被省略。

作为上述方法的另外的步骤，在上述步骤之前提供载体层，支撑织物然后被布置在载体层上。

作为上述方法的其它另外的步骤，在预聚物的固化之后，将粘合剂层应用至涂层的第一侧面。

根据本发明的用于制造涂布系统的方法还可以通过接连地进行以下步骤而改变：

-提供保护层；

-将聚酯和聚丙烯酸酯的预聚物的层应用至保护层；

-将支撑织物布置在预聚物的层上，其中支撑织物合并在预聚物的层中；和

-固化预聚物。

作为上述方法的另外的步骤，在上述步骤之前提供载体层，支撑织物然后被布置在载体层上。

作为上述方法的其它另外的步骤，在预聚物的固化之后，将粘合剂层应用至涂层的第一侧面。

在根据本发明的方法中，在进行应用预聚物的步骤之前，支撑织物优选地被浸渍有结合剂。在本文，浸渍优选地用结合剂的分散体，例如丙烯酸酯树脂的分散体来进行。

在根据本发明的方法中，保护层更优选地在应用至预聚物的侧面上设置有起伏部。这实现了在制造工艺期间保护层的起伏部压入预聚物中且在该层中产生具有相对起伏部的压痕。这是可能的，因为预聚物根据定义是还未固化的且因此是可变形的物质。

在根据本发明的方法中，聚酯和聚丙烯酸酯关于特定的偏好通过'电子束固化'(EBC)来固化，即使用电子辐射而固化。已经发现这样的材料实现本发明的优点，而固化方法需要相对低的能量成本。

在第四方面，本发明涉及经由根据本发明的第三方面的方法获得的涂布系统。

附图说明

在下文参考附图阐明本发明，在附图中：

-图1是根据本发明的第一实施方案的涂布系统的示意性横截面；

-图2是应用至基材的涂层的示意性横截面；

-图3是向其应用根据本发明的涂层的基材的三维图；

-图4是应用至基材的具有隔离物的涂层的横截面；

-图5是根据本发明的第二实施方案的涂布系统的示意性横截面。

具体实施方式

图1示出涂布系统1，涂布系统1包括平坦的柔性的载体层2，载体层2在其上具有基于聚丙烯酸酯的固化颜料的涂层3。为了促进载体层2和涂层3的分离，载体层2具有颜料排斥性质。

图2示出使用根据图1的涂布系统将涂层3应用至基材5的方法。在从右到左的运动中，载体层2在此时与涂层3分离，且然后，将释放的涂层随后按压在粘合剂层6上(以粗的竖直箭头方向)。预先将粘合剂层6应用至基材5。

图3示出基材11，从具有卷的形式的涂布系统14将涂层12应用至基材11。在该卷14上，涂层13仍在载体层16上。当涂层12被应用至基材11时，涂层12以相似于图2的视图的方式与载体层16分离。预先将粘合剂层13应用至基材11。图3示出如何可以容易地进行将涂层材料12的条应用至基材11，特别地当涂布系统14以卷的形式来体现时。

图4示出设置有隔离物18的涂层17。隔离物18与涂层17形成整体且可以说是在涂层的一个侧面上的起伏图案。将涂层17应用至已经向其应用粘合剂层20的基材19。由于隔离物18，涂层17的上侧面以相同的距离定位在基材19的整个表面上。以该方式获得审美上有吸引力的最终结果。

图5示出涂布系统1，涂布系统1包括平坦的柔性的载体层2，载体层2在其上具有基于聚丙烯酸酯的固化颜料的涂层3和以非织造聚合物纤维的形式的支撑织物30，该织物30被浸渍有基于丙烯酸酯树脂分散体的结合剂。为了清楚，支撑织物30被示出为单独的层，但必须理解，支撑织物与涂层3形成统一整体，即结合到涂层3中。聚乙烯的保护膜32被布置在涂层3的上侧面上。

应注意，为了完整性，根据本发明的涂布系统不限于图1-5中的系统，图1-5中的系统中存在载体层。应特别地注意，在如图5所示的系统中，载体层可以被省略，且因此示出本申请的根据权利要求1的涂布系统。因此，这样的实施方案也是本发明的优选的实施方案。

Claims (17)

1.一种配置成将涂层直接应用到基材上的涂布系统，所述系统包括：

-基于固化聚酯和固化聚丙烯酸酯的材料的所述涂层；以及

-支撑织物，所述支撑织物在所述涂层固化之前在所述涂层的第一侧面上结合到所述涂层的所述材料中，其中在所述支撑织物的纤维之间的所述支撑织物中的开放空间填充有所述涂层的固化材料。

2.根据权利要求1所述的涂布系统，其中基于所述固化聚酯和所述固化聚丙烯酸酯的所述材料的所述涂层借助于电子辐射来固化。

3.根据权利要求1所述的涂布系统，其中所述支撑织物被浸渍有结合剂。

4.根据权利要求1、2和3中任一项所述的涂布系统，其中所述涂层还包括在所述涂层的第二侧面上的可移除的保护层。

5.根据权利要求4所述的涂布系统，其中所述保护层在靠着所述涂层的侧面上设置有起伏部。

6.根据权利要求1、2和3中任一项所述的涂布系统，其中粘合剂层被应用至所述涂层的所述第一侧面。

7.根据权利要求1、2和3中任一项所述的涂布系统，其中所述涂层的所述第一侧面还设置有能够从所述涂层除去的载体层。

8.根据权利要求1、2和3中任一项所述的涂布系统，其中所述涂层包括染料或色料。

9.根据权利要求1、2和3中任一项所述的涂布系统，其中所述涂层包括非织造纤维或织造纤维。

10.根据权利要求1、2和3中任一项所述的涂布系统，其中所述涂层包括弹性增加添加剂。

11.根据权利要求1、2和3中任一项所述的涂布系统，其中隔离物设置在所述涂层的表面侧上。

12.根据权利要求1、2和3中任一项所述的涂布系统，其以条的形式。

13.根据权利要求1、2和3中任一项所述的涂布系统，其以卷的形式。

14.通过将涂层应用到基材上的涂布系统的应用，包括以下步骤：

-将前述权利要求中任一项所述的涂层直接应用到所述基材上。

15.根据权利要求14所述的应用，还包括以下步骤：

-在将所述涂层应用至所述基材之前将粘合剂层应用至所述基材。

16.一种用于制造根据权利要求1-13中任一项所述的涂布系统的方法，包括以下步骤：

-提供支撑织物；

-将聚酯和聚丙烯酸酯的预聚物应用至所述支撑织物的侧面；

-固化所述预聚物。

17.根据权利要求16所述的用于制造涂布系统的方法，包括将保护层布置在所述预聚物上。