專利名稱：用于木板的涂層和木板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1的前序中所限定的用于木板的涂層和如權(quán)利要求15的前序中所限定的木板。
背景技術(shù)：
從現(xiàn)有技術(shù)已知各種木板例如膠合板、單板或類似物。從現(xiàn)有技術(shù)已知，在單獨的加工階段(working phase)將不同類型的粘合標簽或產(chǎn)品說明膠合到木板表面上以提供產(chǎn)品信息。同樣已知的是，例如用聚氨酯或酚醛膠將涂層膠合到單板層上面。此外，從現(xiàn)有技術(shù)已知不同的識別器與木板的連接。從US 5243126、US 5654091、EP0782917、WO 9906210 和 EP 0429253 中已知不同的木材面板和涂層。發(fā)明目的本發(fā)明的目的是公開一種新型涂層、其生產(chǎn)以及該涂層與木板的連接。此外，本發(fā)明的目的是公開偶聯(lián)劑向活性形式的轉(zhuǎn)化，用于形成涂層以及用于將該涂層連接到木板上。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的涂層和木板以權(quán)利要求書中所說明的為特征。本發(fā)明是基于用于木板的涂層。根據(jù)本發(fā)明，所述涂層由至少三層形成，其為第一層由含有聚烯烴和偶聯(lián)劑的膜形成，所述偶聯(lián)劑與木材的-OH基團反應(yīng)，形成自粘特性； 第二層選自信號層(signaling layer)和裝飾層；以及第三層由含有聚烯烴和偶聯(lián)劑的膜形成，所述偶聯(lián)劑與木材的-OH基團反應(yīng)，形成自粘特性；并且第二層安排在第一層和第三層之間，并且通過偶聯(lián)劑將各層連接在一起。本發(fā)明具體基于具有某些特性和結(jié)構(gòu)的涂層。涂層的層通過偶聯(lián)劑，例如通過馬來酸酐聚烯烴充分地連接在一起，所述偶聯(lián)劑優(yōu)選通過酯化與木材的-OH基團反應(yīng)，形成自粘特性。涂層材料作為涂層被用在木板上，并且優(yōu)選涂層材料通過偶聯(lián)劑安排在木板的表面上。優(yōu)選地，涂層的第二層安排在第一層和第三層之間，提供受保護的第二層。在該背景下，木板指任何木材面板產(chǎn)品、膠合板產(chǎn)品、復(fù)合材料產(chǎn)品、梁(beam)、壓制面板產(chǎn)品或類似物，它們由許多層，優(yōu)選單板層，并主要由木材基材料形成，其中所述層被彼此疊放并膠合在一起。此外，木板指任何木材產(chǎn)品或纖維產(chǎn)品。在該背景下，單板層指任何材料層，通常指薄材料層。第一層和第三層由膜組成。第一層和/或第三層的膜可以是單層、雙層或三層膜。 在一個實施方式中，膜可以包含3個以上膜層，例如3-10個膜層。在本發(fā)明的一個實施方式中，膜的至少一層含有偶聯(lián)劑。在優(yōu)選的實施方式中，包括偶聯(lián)劑的層、膜或膜層也含有聚合物，例如聚乙烯或聚丙烯。
在一個實施方式中，膜優(yōu)選是自粘膜。自粘膜通過與其它材料例如天然產(chǎn)品如木材或木材衍生產(chǎn)品中的 -OH基團反應(yīng)的偶聯(lián)劑來提供。在本發(fā)明的一個實施方式中，偶聯(lián)劑選自接枝硅烷、接枝異氰酸酯、接枝環(huán)氧基和馬來酸酐聚烯烴，例如馬來酸酐接枝聚丙烯(MAPP)、馬來酸酐接枝共聚物和馬來酸酐接枝聚乙烯(MAPE)。在本發(fā)明的一個實施方式中，偶聯(lián)劑或偶聯(lián)劑中的聚烯烴或含有偶聯(lián)劑的膜接枝有含與聚烯烴反應(yīng)的官能團的烷氧基硅烷。在一個實施方式中，聚烯烴接枝有可水解乙烯基-單-、_雙_、或-三_烷氧基硅烷。在一個實施方式中，乙烯基基團可以被異氰酸酯_或環(huán)氧基團取代。烷氧基硅烷醇基團可以是甲基_、乙基_、丙基_或異丙基_基團，并且硅烷可以含有1、2或3個烷氧基基團。在制備偶聯(lián)材料的過程中已經(jīng)發(fā)生了聚烯烴與乙烯基或其它反應(yīng)基團的反應(yīng)，而通過硅烷基團與木材的反應(yīng)發(fā)生在制備木板的過程中或之后。優(yōu)選偶聯(lián)劑形成共價鍵、酯鍵和/或通過與纖維素-OH基團酯化形成共價鍵。在一個實施方式中，偶聯(lián)劑通過與纖維素-OH基團酯化形成共價鍵。在本發(fā)明的一個實施方式中，在偶聯(lián)材料制備過程中，偶聯(lián)劑在大于180°C的溫度下被活化。偶聯(lián)材料可以通過共擠出進行制備。其它擠出方法也是可以的。擠出溫度在 180-200°C之間。在優(yōu)選的實施方式中，應(yīng)用了 200°C的擠出熔化溫度2分鐘，這2分鐘是足以將偶聯(lián)劑轉(zhuǎn)化成反應(yīng)形式的時間。形成的偶聯(lián)劑含有能夠與木材中的-OH基團形成最大量共價鍵和/或酯鍵的活化官能團。聚烯烴的熔體指數(shù)為< 4g/10min(于190°C /2. 16kg 下測量)，這使在膜形式中反應(yīng)基團的活化成為可能。在本發(fā)明優(yōu)選的實施方式中，通過馬來酸酐聚烯烴將各層連接在一起。馬來酸酐形成共價鍵，優(yōu)選通過與纖維素-OH基團酯化形成共價鍵。優(yōu)選在膜制備過程中馬來酸被轉(zhuǎn)化成馬來酸酐?？梢酝ㄟ^通過共擠出聚烯烴和馬來酸酐接枝聚烯烴來制備所述膜。其它擠出方法也是可以的。擠出溫度在180-200°C之間。 在涂層方法的優(yōu)選實施方式中，應(yīng)用了 200°C的擠出熔化溫度2分鐘，這2分鐘是足以將偶聯(lián)劑由馬來酸轉(zhuǎn)化成馬來酸酐的時間。形成的膜含有能夠與材料中的-OH基團形成最大量共價鍵的活化官能團。在一個實施方式中，在含有馬來酸酐聚烯烴的膜或膜層中，馬來酸酐轉(zhuǎn)化多于86%，而未轉(zhuǎn)化的馬來酸轉(zhuǎn)化少于14%。在一個優(yōu)選的實施方式中，馬來酸酐轉(zhuǎn)化多于92%，而未轉(zhuǎn)化的馬來酸轉(zhuǎn)化少于8%。在本發(fā)明的一個實施方式中，第一層是保護層，優(yōu)選具有超過170°C的熔點。優(yōu)選表面層的熔點超過170°C，以便其自己從壓制板剝離。優(yōu)選第一層為其它層提供保護。在一個實施方式中，用硅烷化合物處理保護層，以使表面防水。在一個實施方式中，可以用防紫外線化學品處理保護層。在本發(fā)明的一個實施方式中，第一層含有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、偶聯(lián)劑例如馬來酸酐聚乙烯(MAPE)或馬來酸酐聚丙烯(MAPP)、聚酰胺(PA)、聚對苯二甲酸乙二酯 (PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚苯乙烯(PS)或茂金屬產(chǎn)生的聚乙烯(TIE)、其衍生物或其組合。第一層可以包括添加劑、填料和交聯(lián)材料。在優(yōu)選的實施方式中，TIE-材料包括馬來酸聚烯烴。第一層一優(yōu)選保護層——的外表面或外膜層可以由例如聚酰胺(PA)、聚酰亞胺、聚苯醚、聚砜和/或聚苯撐硫用或不用填料制成。在一個實施方式中，保護層的組成可以是 PP/TIE/PE+MAPE、PA/TIE/PE+MAPE 或 PET/TIE/PE+MAPE。連接材料(tie material)是將不同的聚合物結(jié)合在一起的增容劑。該層的目的是增強表面特性，例如抗劃傷性、抗沖擊性、可印性、硬度和/或耐磨性。在優(yōu)選的實施方式中，第一層或至少第一層的一個膜層含有偶聯(lián)劑。在一個實施方式中，第一層的外膜層含有偶聯(lián)劑。在一個實施方式中，至少最接近第二層的第一層的膜層含有偶聯(lián)劑。在一個實施方式中，第三層是底層。在本發(fā)明的一個實施方式中，第三層含有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、偶聯(lián)劑，例如馬來酸酐聚乙烯(MAPE)或馬來酸酐聚丙烯(MAPP)、茂金屬產(chǎn)生的聚乙烯(TIE)、其衍生物或其組合。在優(yōu)選的實施方式中，第三層或至少第三層的一個膜層含有偶聯(lián)劑。在一個實施方式中，第三層的外膜層含有偶聯(lián)劑。在一個實施方式中，至少最接近第二層的第三層的膜層含有偶聯(lián)劑。在一個實施方式中，包括馬來酸酐聚烯烴的第一層或第三層的膜層主要由 MAPE+PE或MAPP+PP組成。在一個實施方式中，第一層和/或第三層可以由膜層MAPE+PE/ PE/MAPE+PE或MAPP+PP/PP/MAPP+PP形成，其中馬來酸酐聚烯烴膜層安排成膜的外膜層。在一個實施方式中，第三層由膜層 MAPE+PE/MAPE+PE/MAPE+PE 或 MAPP+PP/MAPP+PP/MAPP+PP 形成，其中馬來酸聚烯烴被包括在所有膜層中。在一個實施方式中，膜含有2-15% w/w馬來酸酐。在一個實施方式中，第一層或第三層的所有膜層均由熱塑性材料形成。第一層、第二層和/或第三層可以由石油化學原材料和可再生原材料制成。除生物塑料材料外，可以優(yōu)選使用具有超過180°C或超過190°C處理溫度的生物基聚合物 (bio-based polymer)0在一個實施方式中，第一層和/或第三層的所有膜層基本上由相同的材料形成。 在可選的實施方式中，至少所述層的一個膜層由不同于其它膜層的材料形成。在本發(fā)明的一個實施方式中，第二層含有選自下列的材料紙、編織或非編織布料、織物材料、其衍生物或其組合。第二層可以包括任意類型的多孔材料。在一個實施方式中，多孔材料可以由薄紙(tissue paper)或其它多孔紙形成。在一個實施方式中，第二層含有聚烯烴，例如聚乙烯、聚丙烯或其組合。在一個實施方式中，第二層含有偶聯(lián)劑，例如MAPE或MAPP。在一個實施方式中，第二層以膜的形式安排。在一個實施方式中，第二層包含聚烯烴或一些其它能與第一層或第三層的偶聯(lián)劑結(jié)合并反應(yīng)的材料。在優(yōu)選的實施方式中，第一層和第三層滲透到，優(yōu)選完全地滲透到多孔第二層中， 形成防水復(fù)合層壓板。在一個實施方式中，信號材料基本上與信號層的膜安排在一起。在一個實施方式中，第二層含有裝飾膜或裝飾膜層。在一個實施方式中，信號層包含RFID-識別器。在一個實施方式中，RFID-識別器具有RFID識別電路。RFID-識別器可以是例如RFID轉(zhuǎn)發(fā)器、RFID嵌體等。RFID識別器 可以包含傳感器。在一個實施方式中，信號層包含受保護的條形碼指示器。在一個實施方式中，信號層包含化學指示器，例如PH或CO指示器，或者指示空氣中化學污染的警示器。在一個實施方式中，信號層包含數(shù)字材料，例如電子紙(印aper)。第二層或至少第二層的一個膜層可以被印刷、涂漆和/或著色。第二層或其膜層可以用不透明顏料、彩色顏料和/或熒光顏料著色。第二層可以包括不同的文字、數(shù)字、圖案和/或說明。通過第二層的材料例如通過纖維布，第一層或保護層的特性可以被改進。當?shù)诙訛榧垥r，多孔低強度和高強度紙適用于戶外使用，因為紙被防潮密封。更高強度致密紙用于室內(nèi)使用。在一個實施方式中，第二層可以被預(yù)先處理或涂底漆(prime)，以增強其與偶聯(lián)齊U，優(yōu)選與馬來酸酐基團的相容性。涂層的層厚度可以根據(jù)膜材料或材料的特性以及木板的應(yīng)用而變化。相容性試劑可以被加入到任意層中，以使不同的聚合物彼此粘附。此外，本發(fā)明是基于木板，所述木板已經(jīng)被如上所限定的根據(jù)本發(fā)明的涂層涂布。根據(jù)本發(fā)明的木板可以包含不同厚度的單板層。單板層的厚度可以變化。單板層可以安排在期望的位置，即以期望的順序交叉地或縱向地安排?？梢允褂帽旧硪阎脑O(shè)備和方法制作木板。疊放單板、將它們連接在一起以及制作木板過程中的其它常規(guī)步驟可以以本領(lǐng)域本身已知的任何方式進行。將本發(fā)明的涂層安排在木板表面上可以如下進行例如使用熱壓技術(shù)、擠出技術(shù)、 膜技術(shù)、$昆@布技術(shù)(roll application technique)、筒@布技術(shù)(cylinder application technique)、涂層和多層涂層涂布技術(shù)、所有本身已知的技術(shù)、其組合或相應(yīng)的技術(shù)。例如使用熱壓技術(shù)可以將單板連接在一起。在一個實施方式中，通過包含偶聯(lián)劑例如馬來酸酐聚烯烴的膜，或通過膠例如酚醛膠，將涂層粘附到木板上。偶聯(lián)劑容易作為膠層來使用。在木材上的粘合極好。在木板上最接近涂層的層是底層。在優(yōu)選的實施方式中，木板上最近底層的膜層是包括偶聯(lián)劑的自粘膜。在一個實施方式中，涂層可以被預(yù)層壓，以使處理更容易和更經(jīng)濟。可以用印刷品(printed material)裝飾木板，或者印刷品可以用作木板上的信號層、著色層或含文字層。信號層可以以正常方式看見，或者其可以是熒光的或僅在紫外線照射時是可見的。信號層也可以根據(jù)溫度變化改變顏色。信號層可以包含與溫度或與化學品組合的彩色或可視印刷，用于警示人們危險的化學品。本發(fā)明的涂層為不同的木板提供保護表面和防潮表面。涂層起濕氣屏障材料的作用。此外，期望的圖案可以提供在涂層和木板上。 由于本發(fā)明的涂層安排在木板表面上，被涂布的木板表面易于清潔并保持干凈。
根據(jù)本發(fā)明的涂層和木板適于各種應(yīng)用。這些類型的產(chǎn)品可以用作裝飾面板、信號路標、建筑位置標記和踢水板以及其它應(yīng)用。


下面，參考附圖1和2，通過詳細的實施方式對本發(fā)明進行描述，其中圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的涂層；圖2顯示了用于制作根據(jù)本發(fā)明的涂層和木板的方法；圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的膠合板上的層壓涂層結(jié)構(gòu)；和圖4顯示了 ATR光譜學結(jié)果。發(fā)明詳述圖1和3公開了本發(fā)明的涂層結(jié)構(gòu)。頂層(1)由PE/PE/MAPE+PE、PE/MAPE+PE/MAPE+PE、MAPE+PE/MAPE+PE/MAPE+PE, PP/PP/MAPP+PP、PP/MAPP+PP/MAPP+PP、MAPP+PP/MAPP+PP/MAPP+PP, PP/TIE/MAPE+PE、PET/ PE+MAPE/MAPE+PE、PET/TIE/MAPE+PE、PA/PE+MAPE/MAPE+PE 或 PA/TIE/MAPE+PE 形成，包括添加劑和填料。頂層由共擠出的3層膜形成。頂層的厚度為0.05-lmm。頂層為保護層。信號層(2)由ΡΕ、PP、紙、布料(編織或非編織)、RFID、裝飾材料或其組合形成。 信號層的材料可以被印刷、涂漆或著色。底層(3)由MAPE+PE/PE/MAPE+PE、MAPE+PE/MAPE+PE/MAPE+PE, MAPP+PP/PP/ MAPP+PP或MAPP+PP/MAPP+PP/MAPP+PP形成，包括添加劑和填料。底層由3層膜形成。底層的厚度為0. 1-lmm。底層為自粘層。至少底層的一個膜層可以被著色或印刷。信號層夾在頂層和底層之間。此外，用于測試的涂層和木板可以根據(jù)圖2進行制備。木板(4)為膠合板、刨花板、高密度或中等密度纖維板或一些其它含有木材或其它植物纖維的壓制的和膠合的板。如果信號層不是聚烯烴層，其必須如此稀疏以至于頂層足夠的熔融聚合物材料能與底層結(jié)合，或其必須與馬來酸基團反應(yīng)。此處的聚烯烴為聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。 也可以使用馬來酸聚烯烴(MAPE或MAPP)，以便頂層的組成為PE/PE/PE+MAPE或PP/PP/ PE+MAPE或PP/TIE/PE+MAPE。當不同的聚合物被共擠出時，信號層中需要增容劑材料來結(jié)合不同的材料。該層通常稱為連接層。馬來酸聚烯烴通常含有聚烯烴量的2-15%的馬來酸。在擠出時，馬來酸部分或全部轉(zhuǎn)化成馬來酸酐。如果其在任何情況下都提高產(chǎn)品的使用，聚合物膜也可以是可交聯(lián)的。 馬來酸膜于120-170°C溫度下被壓制到木材表面以及其它膜和層上。為了包括塑料熔體流動，熱壓溫度被設(shè)置為高于聚合物融化溫度20-50 V很重要。頂層可以通過乙烯基-硅烷水解方法或電子束(EB)照射而交聯(lián)。具有與基礎(chǔ)聚合物(base polymer)接近 相同折射率或粒度< 150nm的添加劑和填料可以用于提高抗劃傷性。實施例1在該實施例中，制備用于測試的本發(fā)明涂層。保護性頂層(1)為PE/PE/PE+2% MAPE(0. 27mm)以及自粘底層(3)為 2% MAPE+PE/PE/PE+2% MAPE(0. Imm)。使用表 1 中所公開的信號層(2)。信號層安排在頂層和底層之間。此外，制備測試中用作木板⑷的15mm膠合板。
實驗結(jié)果顯示在表1中。表1公開了粘接到砂磨膠合板的織物信號涂層的粘合強度和煮沸試驗結(jié)果。通過熱壓以本身已知的方式將涂層安排在膠合板表面上。表權(quán)利要求
1.用于木板(4)的涂層，特征在于所述涂層由至少三層形成，其為第一層(1)由含有聚烯烴和偶聯(lián)劑的膜形成，所述偶聯(lián)劑與木材的-OH基團反應(yīng)，形成自粘特性；第二層(2) 選自信號層和裝飾層；以及第三層(3)由含有聚烯烴和偶聯(lián)劑的膜形成，所述偶聯(lián)劑與木材的-OH基團反應(yīng)，形成自粘特性，并且所述第二層安排在所述第一層和第三層之間，并且通過所述偶聯(lián)劑將所述層連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層，特征在于所述第一層(1)是具有熔點超過170°C的保護層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的涂層，特征在于所述第二層( 含有選自以下的材料 紙、布料、織物材料、RFID-識別器及其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的涂層，特征在于所述第二層( 含有聚烯烴和/或所述偶聯(lián)劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的涂層，特征在于所述第一層(1)和/或第三層(3)的所述膜是單層膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5任意一項所述的涂層，特征在于所述第一層(1)和/或第三層 (3)的所述膜是兩層膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的涂層，特征在于所述第一層(1)和/或第三層(3)的所述膜是三層膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的涂層，特征在于所述第一層(1)和/或第三層(3)的所述膜是多層膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項所述的涂層，特征在于所述膜的至少一層含有所述偶聯(lián)劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項所述的涂層，特征在于所述偶聯(lián)劑選自馬來酸酐聚烯烴。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的涂層，特征在于在所述膜制備過程中，馬來酸轉(zhuǎn)化成馬來酸酐，以使馬來酸酐轉(zhuǎn)化多于86%，而未轉(zhuǎn)化的馬來酸轉(zhuǎn)化少于14%。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任意一項所述的涂層，特征在于所述第一層(1)含有聚乙烯、聚丙烯、所述偶聯(lián)劑、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚苯乙烯或茂金屬產(chǎn)生的聚乙烯或其組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項所述的涂層，特征在于所述第三層( 含有聚乙烯、聚丙烯、所述偶聯(lián)劑、茂金屬產(chǎn)生的聚乙烯或其組合。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任意一項所述的涂層，特征在于通過共擠出制備所述膜，并且擠出溫度在180-200°C之間，以在所述膜制備過程中活化所述偶聯(lián)劑。
15.木板，特征在于其已經(jīng)被根據(jù)權(quán)利要求1至14中任意一項所述的涂層所涂布。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于木板的涂層。根據(jù)本發(fā)明，涂層由至少三層形成，其為第一層(1)由含有聚烯烴和偶聯(lián)劑的膜形成，所述偶聯(lián)劑與木材的-OH基團反應(yīng)，形成自粘特性；第二層(2)選自信號層和裝飾層；以及第三層(3)由含有聚烯烴和偶聯(lián)劑的膜形成，所述偶聯(lián)劑與木材的-OH基團反應(yīng)，形成自粘特性，并且第二層安排在第一層和第三層之間，并且通過偶聯(lián)劑將所述層連接在一起。此外，本發(fā)明涉及已經(jīng)被所述涂層涂布的木板(4)。
文檔編號B32B21/08GK102159393SQ200980137011
公開日2011年8月17日 申請日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日
發(fā)明者J·漢努凱寧, M·布勃, M·辛迪加, R·勞迪埃寧, S·基祖?zhèn)?申請人:芬歐匯川木業(yè)公司