CN105555882A - 施加光催化分散体的方法和制板方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及在纸(2)上施加光催化分散体(10)的方法，其包括用热固性树脂浸渍纸(2)，干燥所述树脂浸渍纸(2)，在所述干燥的树脂浸渍纸(2)上施加包含光催化纳米粒子和抗光致灰化添加剂的光催化分散体(10)，和干燥所述具有施加在其上的光催化分散体(10)的树脂浸渍纸(2)。本公开还涉及制板方法，其包括所述施加光催化分散体的方法。

Description

施加光催化分散体的方法和制板方法
发明领域
本发明涉及在纸上施加光催化分散体的方法和这样的光催化分散体。
技术背景
光催化材料，如TiO2在许多用途中用于获得自洁和空气清洁性质。使用光催化材料的最大障碍是扩大规模以进行大型工业生产，例如如何以经济的方式和以可集成到现有生产工艺中的方式将光催化材料施加到基底上。
用树脂浸渍纸，如装饰纸和贴面纸(overlaypaper)的方法是公知方法。这些纸适用于形成例如建筑板，如地板、壁板、天花板、家具部件等的层压表面。
WO2009/062516描述了用包含光催化纳米粒子的浸渍液浸渍未浸渍的纸和此后用聚合物树脂浸渍该纸的方法。此文献还公开了用包含纳米粒子的聚合物树脂组合物一步浸渍纸的方法。但是，这些方法已证实难以包括在现有浸渍生产线中。还已证实在用包含纳米粒子的聚合物树脂组合物一步浸渍时难以避免光致灰化(photogreying)的问题。
WO2011/0938785描述了在刚用树脂浸渍的板上在未固化和湿状态下喷涂施加光催化纳米粒子的方法。这种方法已证实难以包括在现有浸渍生产线中。
此外，缺乏长时间保存的具有持久性能的材料和涂料。在例如建筑材料中使用光催化活性TiO2的一个缺点是缺乏色牢度和在暴露于光时的变色。在纸和层压工业中，TiO2是常用颜料，但需要没有或具有降低的光催化活性的特殊等级的TiO2，因为光催化性TiO2在暴露于光时光致灰化。光致灰化是装饰品和纸工业中所用的颜料TiO2的重要品质特性，且光致灰化具有重大实践意义，因为其影响产品，如漆、聚合物和化妆品的颜色。
在暴露于光时TiO2的颜色从白色变成深紫色时表现出光致灰化。已经表明，在不存在氧的情况下在照射过程中由TiO2的还原(可能从Ti4+到Ti3+)造成光致灰化。
可以通过检查TiO2的光催化性质来解释光致灰化过程，这显示在图1中。当用波长短于带隙的光照射TiO2时，吸收的光子可生成电子/空穴对。通常，电子在导带中移向表面，在此发生还原。在大多数情况下，氧被电子还原。在低氧环境中，例如在三聚氰胺甲醛树脂基质或另一类型的氨基树脂中，电子无法被氧吸收并移向Ti中心和产生Ti3+中心。Ti3+中心是紫/蓝色的并造成该产品的蓝色调。这一机制被称作光致灰化。在例如层压材料中，三聚氰胺甲醛树脂的高聚合度和密度使来自周围环境的氧和水分的扩散极慢且灰色Ti3+离子氧化成白色Ti4+离子变慢。但是，Ti4+光还原成Ti3+是快速的，因此层压板和面板变灰。层压板和面板的另一重要方面是在固化过程中释放甲醛。甲醛已知是强还原剂且基质中的甲醛可降低氧的总分压和增强光致灰化。当层压板和面板储存在暗处时，光催化还原步骤受到抑制，并在数天直至数周内，缓慢氧化步骤使面板变回原始颜色。
光致灰化过程可逆且氧已知逆转光致灰化过程，但从深紫色向原始颜色的改变比逆反应慢得多。
在纸、贴面纸、装饰纸、层压地板、层压面板、箔和薄膜工业内，光致灰化是重要的实际问题，因为纤维素和三聚氰胺甲醛树脂的存在增强TiO2的光致灰化。甲醛已被表明增强光致灰化。例如，在层压地板中的三聚氰胺甲醛树脂基质中，通过暴露于光生成的深紫色Ti3+离子在氧分压极低时相对稳定。该体系中的递增的Ti3+浓度造成产品灰化。因此，将用于纸和层压材料的TiO2等级表面改性以能够消除灰化。将用于层压材料的TiO2等级表面涂布以抑制光催化循环并由此抑制产品的光致灰化。
已经开发出各种方法和技术以克服TiO2着色产品的光致灰化。所有这些技术的共同点是，通过抑制光催化过程并由此灭活TiO2的光催化性质来消除光致灰化。
概述
至少本发明的实施方案的一个目的是提供优于上述技术和现有技术的改进。
至少本发明的实施方案的另一目的是提供一种施加光催化分散体的方法，其可集成到现有浸渍工艺中。
至少本发明的实施方案的另一目的是提供一种施加光催化分散体的方法，其还提供抗划伤性。
至少本发明的实施方案的另一目的是减轻光致灰化。
至少本发明的实施方案的另一目的是提供一种改进的光催化分散体。
通过一种在纸上施加光催化分散体的方法实现从说明书中显而易见的这些和其它目的和优点的至少一些，所述方法包括
用热固性树脂浸渍纸，
干燥所述树脂浸渍纸，
在所述干燥的树脂浸渍纸上施加包含光催化纳米粒子的光催化分散体，和干燥所述具有施加在其上的光催化分散体的树脂浸渍纸。
在一个实施方案中，该光催化分散体进一步包含抗光致灰化添加剂。
本发明的实施方案的一个优点在于，可以在传统浸渍工艺中在线施加光催化分散体。光催化分散体的施加可以集成到现有浸渍生产线中。尤其可以将光催化分散体的施加集成到现有浸渍生产线中而没有浸渍生产线的重大重新构建或重新设计。通过该方法，可以在浸渍工艺中在线获得具有施加在其上的光催化分散体的树脂浸渍纸。
或者，可以与传统浸渍工艺离线施加光催化分散体，因此不需要浸渍生产线的重新构建或重新设计。在传统浸渍生产线中浸渍和干燥纸，此后在进行任何压制操作之前在单独工艺步骤中施加光催化分散体。
此外，通过与热固性树脂分开施加光催化分散体，可以将光催化粒子施加在纸表面上而不并入树脂中。由此，也可以减少施加的光催化分散体的量，因为是在它们具有光催化作用的地方，例如在纸表面施加光催化粒子。
此外，该光催化分散体的施加可以与传统浸渍工艺中的其它粒子，如抗划伤和/或抗磨粒子的施加结合。该光催化分散体的施加不必须替代传统浸渍工艺的其它步骤，相反，如抗划伤粒子的施加之类的步骤可以与该光催化分散体的施加结合以实现改进的功能。
该光催化分散体可进一步包含抗光致灰化添加剂，如表面活性剂。表面活性剂降低在包括三聚氰胺甲醛树脂的环境中由光催化粒子造成的光致灰化，同时保持光催化活性。该表面活性剂以高于用作润湿剂时的推荐量的量施加。
抗光致灰化添加剂可以是表面活性剂。该表面活性剂可以是非离子表面活性剂。该表面活性剂可以是有机硅表面活性剂，优选非离子有机硅表面活性剂。该表面活性剂更优选可以是聚醚改性硅氧烷。该表面活性剂更优选可以是聚醚改性聚硅氧烷。该表面活性剂更优选可以是聚醚改性聚甲基硅氧烷。或者，该表面活性剂可以是聚二甲基硅氧烷共聚物。
抗光致灰化添加剂，如表面活性剂可以以高于0.1重量％，优选高于1重量％，更优选高于5重量％的浓度存在于光催化分散体中。抗光致灰化添加剂，如表面活性剂可以以1-35重量％，优选1-15重量％，更优选1-5重量％存在于光催化分散体中。
通过以这样的浓度包含表面活性剂，可以减轻光致灰化，同时可以将光催化活性保持在相同水平或至少保持在无光致灰化添加剂时实现的水平的至少90％的水平。
干燥所述树脂浸渍纸的步骤可包括将所述纸干燥至小于20％，优选小于15％的固化损失。在干燥后和在施加光催化分散体前，该纸的固化损失可以为9-20％，如10-13％。
“固化损失”是指将浸渍纸在160℃下加热5分钟时发生的作为原始重量的重量百分比计算的重量损失。该重量损失相当于从浸渍纸中释放的水分。在这些条件下，释放的水分由两部分构成。第一部分是由水和/或截留在该粉末中的沸点低于160℃的其它物质形成的游离水分，第二部分源自粘合剂的交联。三聚氰胺甲醛树脂在加热至160℃的过程中固化，且该树脂经缩合反应交联，即通过缩合反应释放水。
该光催化分散体可进一步包含抗划伤粒子。“抗划伤粒子”是指改进纸的抗划伤或抗擦伤性质的粒子。通过在该分散体中包括光催化纳米粒子和抗划伤粒子，可以在一个涂布步骤中同时获得光催化性质和抗划伤性质，以赋予该纸改进的功能。
该抗划伤粒子可以是或包含纳米级二氧化硅粒子，优选熔凝二氧化硅粒子。纳米级二氧化硅粒子为纸提供改进的抗划伤性。
该抗划伤粒子可以是盘形粒子，优选具有等于或超过3:1，更优选等于或超过5:1的宽/厚比。这样的盘形粒子沿纸的表面取向，由此改进纸的抗划伤性。
该抗划伤粒子可以是或包含氧化铝。
该光催化纳米粒子可以是光催化二氧化钛，优选为锐钛矿形式。
该光催化纳米粒子可具有小于50纳米，优选小于30纳米，更优选小于20纳米，最优选小于10纳米的初级粒度。
该光催化纳米粒子可具有至少60％，优选至少70％，更优选至少80％，最优选至少90％的结晶度。
该光催化分散体可以是水基的。
该光催化分散体可由至少一个辊或通过喷涂施加。
该纸可以是连续纸幅。
根据本公开的第二方面，提供一种在纸上施加光催化分散体的方法。该方法包括提供干燥的热固性浸渍纸，在所述干燥的树脂浸渍纸上施加包含光催化纳米粒子的光催化分散体，和干燥所述具有施加在其上的光催化分散体的树脂浸渍纸。
根据本发明的第三方面，提供一种光催化分散体。该光催化分散体包含分散在连续相中的光催化纳米粒子、抗划伤粒子和以超过1重量％，优选超过5重量％和例如1-35重量％的浓度存在于该光催化分散体中的抗光致灰化添加剂，优选表面活性剂。
第二方面的实施方案的一个优点在于，提供既有光催化性质又有抗划伤性质的光催化分散体。此外，该光催化分散体降低在包括三聚氰胺甲醛树脂的环境中由光催化粒子造成的光致灰化，同时保持光催化活性。
该光催化纳米粒子可以是光催化二氧化钛粒子，优选为锐钛矿形式。
该光催化分散体可以是水基的。
抗光致灰化添加剂，如表面活性剂可以以1-35重量％，优选1-15重量％，更优选1-5重量％存在于光催化分散体中。
该抗划伤粒子可以是或包含纳米级二氧化硅粒子，优选熔凝二氧化硅粒子。
该抗划伤粒子可以是或包含盘形粒子，优选具有超过3:1，更优选超过5:1的宽/厚比。
该抗划伤粒子可以是或包含氧化铝。
在该光催化分散体中，光催化纳米粒子的量和抗划伤粒子如纳米级二氧化硅的量之间的比率可以为1:4，如1:3，如1:2，如1:1。
根据本发明的第四方面，提供一种制板方法。该方法包括用热固性树脂浸渍纸，干燥所述树脂浸渍纸，在所述干燥的树脂浸渍纸上施加包含光催化纳米粒子的光催化分散体，干燥所述具有施加在其上的光催化分散体的树脂浸渍纸，在基底上施加所述具有施加在其上的光催化分散体的干燥树脂浸渍纸，和施加热和压力以固化所述热固性树脂并将所述纸粘合到所述基底上。
本发明的第三方面可包括之前已论述的本发明的第一方面的所有优点，由此之前的论述也适用于本发明的第三方面。
根据本发明的第五方面，提供一种制板方法。该方法包括提供干燥的热固性树脂浸渍纸，在基底上施加所述纸，在所述纸上施加包含光催化纳米粒子的光催化分散体，和施加热和压力以固化所述热固性树脂并将所述纸粘合到所述基底上。
可以在基底上施加干燥的树脂浸渍纸之前或之后将光催化分散体施加到干燥的树脂浸渍纸上。
施加热和压力的步骤可以在干燥的树脂浸渍纸上施加光催化分散体的步骤后。
在一个实施方案中，该方法包括在施加热和压力以固化所述热固性树脂并将所述纸粘合到所述基底上之前干燥所述具有施加在其上的光催化分散体的纸。
在一个实施方案中，该光催化分散体包含抗光致灰化添加剂，优选表面活性剂。
本发明的这一方面能与板压制相关地，即与浸渍工艺分开地将光催化分散体施加到干燥的树脂浸渍纸上。该纸已用热固性树脂浸渍，此后在传统浸渍工艺中干燥，这可以与压制步骤分开。
此外，通过与热固性树脂分开施加光催化分散体，可以将光催化粒子施加在纸表面上而不并入树脂中。由此，也可以减少施加的光催化分散体的量，因为是在它们具有光催化作用的地方，例如在纸表面施加光催化粒子。
该光催化分散体可进一步包含抗光致灰化添加剂，如表面活性剂。表面活性剂降低在包括三聚氰胺甲醛树脂的环境中由光催化粒子造成的光致灰化，同时保持光催化活性。该表面活性剂以高于用作例如润湿剂时的推荐量的量施加。
抗光致灰化添加剂可以是表面活性剂。该表面活性剂可以是非离子表面活性剂。该表面活性剂可以是有机硅表面活性剂，优选非离子有机硅表面活性剂。该表面活性剂更优选可以是聚醚改性硅氧烷。该表面活性剂更优选可以是聚醚改性聚硅氧烷。该表面活性剂更优选可以是聚醚改性聚甲基硅氧烷。或者，该表面活性剂可以是聚二甲基硅氧烷共聚物。
抗光致灰化添加剂，如表面活性剂可以以高于0.1重量％，优选高于1重量％，更优选高于5重量％的浓度存在于光催化分散体中。抗光致灰化添加剂，如表面活性剂可以以1-35重量％，优选1-15重量％，更优选1-5重量％存在于光催化分散体中。通过以这样的浓度包含表面活性剂，可以减轻光致灰化，同时可以将光催化活性保持在相同水平或至少保持在无光致灰化添加剂时实现的水平的至少90％的水平。
干燥的树脂浸渍纸可具有小于20％，优选小于15％，更优选小于10％，如5-9％的固化损失。
该光催化纳米粒子可以是光催化二氧化钛，优选为锐钛矿形式。
该光催化纳米粒子可具有小于50纳米，优选小于30纳米，更优选小于20纳米，最优选小于10纳米的初级粒度。
该光催化纳米粒子可具有至少60％，优选至少70％，更优选至少80％，最优选至少90％的结晶度。
该光催化分散体可以是水基的。
该光催化分散体可通过喷涂施加。
该基底可以是木质板，如MDF、HDF、刨花板、胶合板、OSB、WPC(木塑复合体)等。
该抗划伤粒子可以是或包含纳米级二氧化硅粒子，优选熔凝二氧化硅粒子。
该抗划伤粒子可以是或包含盘形粒子，优选具有超过3:1，更优选超过5:1的宽/厚比。
该抗划伤粒子可以是或包含氧化铝。
在该光催化分散体中，光催化纳米粒子的量和抗划伤粒子如纳米级二氧化硅的量之间的比率可以为1:4，如1:3，如1:2，如1:1。
附图简述
例如参考所附示意图更详细描述本发明，其显示本发明的实施方案。
图1显示二氧化钛的光催化过程。
图2显示施加光催化分散体的方法的一个实施方案。
图3a-b显示施加光催化分散体的方法的一个实施方案。
图4显示制板方法的一个实施方案。
图5显示具有施加在其上的光催化分散体的面板。
图6显示制板方法的一个实施方案。
详述
现在参考图2描述施加光催化分散体的方法。图2显示用热固性树脂浸渍纸2的浸渍生产线1。该纸优选是连续纸幅。该纸优选包含纤维素材料。
在第一步骤中，在浸渍站3中用热固性树脂4浸渍纸2。热固性树脂4优选是氨基树脂，如三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂、脲醛树脂或其组合。该树脂优选是三聚氰胺甲醛树脂。
以任何传统方式用热固性树脂4浸渍纸2。例如，纸2可经过含树脂4的容器5。纸2也可经过辊6之间，以将树脂4压入纸2中。优选从纸2的两面将树脂4压入纸2中。热固性树脂也是指包含热固性树脂的组合物。
在一个实施方案中，在树脂浸渍纸2的上侧施加抗磨粒子7。在将该纸置于基底上时，这一面朝下，朝向基底。抗磨粒子7用于获得该纸的抗磨性质。抗磨粒子7可以是氧化铝(Al2O3)，例如刚玉。抗磨粒子7可具有5-100微米的平均粒度。可以将抗磨粒子7散布在纸2的上侧。
此后将树脂浸渍纸2干燥。优选将纸2导入第一干燥站8。优选借助加热空气将纸2干燥。第一干燥站8中的温度可以为100-150℃。例如，该温度在第一干燥站8的入口可以为大约100-110℃，在第一干燥站8的末端可以为140-150℃。也考虑可以借助例如IR将纸2干燥。
优选将该纸干燥至干燥后的纸的固化损失小于20％，优选小于15％的程度。干燥后的纸的固化损失可以为9-20％，如10-13％。
当纸2已被热固性树脂4浸渍并干燥时，此后在后续步骤中在施加站9中在纸2上施加光催化分散体10。
通过一个或多个辊11将光催化分散体10施加到纸上。可以将光催化分散体10装在纸2经过的容器中。光催化分散体10可以循环。
在纸2的至少一面上施加光催化分散体10。可以在经过浸渍生产线1时朝下的纸2的面上施加光催化分散体10。在将该纸置于基底上时，这一面朝上，以形成上表面。
可以将光催化分散体10以10-50克/平方米，更优选20-40克/平方米，如大约30克/平方米，如大约20克/平方米的量施加在纸2上。在一个实施方案中，光催化分散体以1-10克/平方米的量施加。
作为替代或补充，可以通过任何其它手段，如通过喷涂、刷涂、数字印刷等施加该光催化分散体。
光催化分散体10包含光催化纳米粒子。该光催化纳米粒子可以是光催化二氧化钛(TiO2)。该光催化二氧化钛粒子优选为锐钛矿形式。
该光催化组合物可包含分散体中的光催化TiO2粒子。该光催化TiO2优选在锐钛矿相中。该光催化分散体可以分散在溶剂，优选水中。光催化TiO2粒子在该分散体中的浓度优选为0.3重量％至40重量％，更优选1.0重量％至30重量％，如5重量％至25重量％。光催化TiO2粒子优选以0.5-12.5克/平方米，更优选1-10克/平方米，如小于10克/平方米，如小于5克/平方米的量施加在纸2上。
在一个实施方案中，该光催化粒子可以被非金属和/或金属掺杂。该TiO2粒子可以被非金属和/或元素，例如但不限于C、N、F、S、Mo、V、W、Cu、Ag、Au、Pt、Pd、Fe、Co、La、Eu、WO2和PdO或其组合掺杂。
该光催化粒子可以是纳米级TiO2粒子。该TiO2粒子可具有5-250纳米，优选5-100纳米，更优选5-50纳米，最优选5-30纳米的粒度。
可以通过pH和/或分散剂稳定光催化分散体10。光催化分散体10可以借助优选但不限于胺，例如三乙胺(triethylenamine)稳定在pH>9下。该光催化分散体也可以借助优选但不限于强酸，如HCl稳定在pH<4下。该光催化分散体可以用分散剂进一步稳定以使粒子保持悬浮并防止再附聚。可以借助(但不限于)丙二醇稳定该分散体。在一个实施方案中，将粘合剂添加到该光催化组合物中以使得TiO2粒子可以到施加该组合物的基底上的粘合并改进该粘合。这些粘合剂优选不可光催化降解，优选但不限于选自硅烷、硅氧烷、有机硅、SiO2、表面改性SiO2、非晶TiO2、醇盐、醇钛、醇硅、可UV固化粘合剂和可热固化粘合剂。
在一个实施方案中，光催化组合物10是在水中的稳定纳米级TiO2分散体，所述光催化粒子在悬浮液中的尺寸小于50纳米，所述TiO2粒子的浓度为最多40重量％。可以将添加剂添加到光催化组合物中以例如增强涂布和成膜性质并改进暴露于光时的色牢度。可以将添加剂添加到光催化组合物中以改进光催化组合物的涂布和/或施加性质。此类添加剂的实例是保湿剂。此外，可以将润湿剂添加到光催化组合物中以增强光催化组合物在基底上的润湿。此类润湿剂的一个实例可以是，但不限于，聚醚改性硅氧烷有机硅表面活性剂类别，如聚醚改性硅氧烷。
光催化分散体10可进一步包含抗划伤粒子。抗划伤粒子为纸提供抗划伤性质。
在一个实施方案中，该抗划伤粒子包含纳米级二氧化硅粒子。该二氧化硅粒子可以是熔凝纳米级二氧化硅粒子。该二氧化硅粒子可包含含硅化合物，如SiO2、胶体SiO2、官能纳米级SiO2、有机硅树脂、有机官能硅烷和/或胶体硅酸硅烷和/或所述化合物的组合。
该纳米级二氧化硅可具有小于50纳米，优选小于30纳米，更优选小于20纳米的初级粒度。例如，该纳米级二氧化硅可以是Deurowood出售的DeuroGuardNS类型。
光催化纳米粒子如TiO2的量和纳米级二氧化硅的量之间的比率可以为1:4，如1:3，如1:2，如1:1。
在另一些实施方案中，该抗划伤粒子包含氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)或含二氧化硅、氧化铝和/或氧化锆的组合。
在一个实施方案中，该抗划伤粒子可包含盘形粒子。该盘形粒子可具有1-100微米，例如1-30微米的平均粒度。宽/厚比可以等于或超过3:1，优选等于或超过5:1。
该盘形抗划伤粒子可以是或包含氧化铝(Al2O3)。例如，该抗划伤粒子可以是MicroAbrasivesCorporation出售的MicrogritWCA“S”类型。
在一个实施方案中，光催化分散体10包含不同类型的抗划伤粒子，如纳米级二氧化硅和盘形粒子。
该光催化分散体可进一步包含抗光致灰化添加剂。该抗光致灰化添加剂可以是表面活性剂。该表面活性剂可以是非离子表面活性剂。该表面活性剂可以是有机硅表面活性剂，优选非离子有机硅表面活性剂。该表面活性剂更优选可以是聚醚改性硅氧烷。该表面活性剂更优选可以是聚醚改性聚硅氧烷。该表面活性剂更优选可以是聚醚改性聚甲基硅氧烷。或者，该表面活性剂可以是聚二甲基硅氧烷共聚物。
在另一实施方案中，该抗光致灰化添加剂可以是聚二醇，优选聚(乙二醇)甲基醚。
在另一实施方案中，该抗光致灰化添加剂可以是聚氧乙烯脱水山梨醇，优选聚氧乙烯脱水山梨醇。该抗光致灰化添加剂优选可以是聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯。
在另一实施方案中，该抗光致灰化添加剂可以是聚乙烯醇(PVA)和/或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和/或聚(乙二醇)甲基醚，优选与润湿剂结合。
该光催化分散体可包含至少0.1重量％的抗光致灰化添加剂，如表面活性剂，优选至少1重量％的抗光致灰化添加剂，如表面活性剂，更优选至少10重量％的抗光致灰化添加剂，如表面活性剂。抗光致灰化添加剂，如表面活性剂可以以1-35重量％，优选1-15重量％，更优选5-12重量％存在于光催化分散体中。
抗光致灰化添加剂，如表面活性剂可以减轻光致灰化，同时保持光催化纳米粒子的光催化活性。优选将光催化活性保持在无光致灰化添加剂时实现的水平的至少90％的水平。该光催化分散体的光致灰化指数可以小于6，优选小于5，更优选小于4，最优选小于3，如小于2。
在已用光催化分散体10涂布纸2后，将该纸干燥。优选将纸2导入第二干燥站12。优选借助加热空气将纸2干燥。第二干燥站12中的温度可以为120-100℃。例如，该温度在第二干燥站12的入口可以为大约120℃，在第二干燥站12的末端可以为大约110℃。也考虑可以借助例如IR将纸干燥。
根据后续工艺，可以将干燥纸2切成片或可以如图2中所示卷在例如辊上。
浸渍纸2可以在浸渍后储存，或可以直接用于层压工艺。
浸渍纸2可以是贴面纸21。该浸渍纸可以是装饰纸。如果浸渍纸2是装饰纸，布置该装饰纸以使装饰物在浸渍生产线中朝下并在该装饰物上施加光催化分散体10。
在图3a-b中所示的一个实施方案中，该纸首先在图3a中所示的浸渍工艺中浸渍，此后施加光催化分散体10，这显示在图3b中。
在相当于图2中所示的浸渍生产线的第一部分的第一步骤中，在浸渍站3中用热固性树脂4浸渍纸2，这显示在图3a中。热固性树脂4优选是氨基树脂，如三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂、脲醛树脂或其组合。该树脂优选是三聚氰胺甲醛树脂。
以任何传统方式用热固性树脂4浸渍纸2。例如，纸2可经过含树脂4的容器5。纸2也可经过辊6之间，以将树脂4压入纸2中。优选从纸2的两面将树脂4压入纸2中。热固性树脂也是指包含热固性树脂的组合物。
在一个实施方案中，在树脂浸渍纸2的上侧施加抗磨粒子7。在将该纸置于基底上时，这一面朝下，朝向基底。抗磨粒子7用于获得该纸的抗磨性质。抗磨粒子7可以是氧化铝(Al2O3)，例如刚玉。抗磨粒子7可具有5-100微米的平均粒度。可以将抗磨粒子7散布在纸2的上侧。
此后将树脂浸渍纸2干燥。优选将纸2导入第一干燥站8。优选借助加热空气将纸2干燥。第一干燥站8中的温度可以为100-150℃。例如，该温度在第一干燥站8的入口可以为大约100-110℃，在第一干燥站8的末端可以为140-150℃。也考虑可以借助例如IR将纸2干燥。
优选将该纸干燥至干燥后的纸的固化损失小于10％的程度。干燥后的纸的固化损失可以为5-9％。
此后将干燥的树脂浸渍纸2如图3a中所示卷在辊上，或切成片(未显示)。
在可以与参考图3a描述的浸渍工艺分开和/或离线的第二步骤中，将光催化分散体10施加到干燥的树脂浸渍纸2上，这显示在图3b中。
将光催化分散体10施加到干燥的树脂浸渍纸2上。光催化分散体10为上文参考图2描述的相同类型。纸2可以是如图3b中所示的连续纸幅的形式，或已切成片(未显示)。
无论纸2是连续幅还是切成片，在干燥的树脂浸渍纸2上施加光催化分散体10。光催化分散体10是上文参考图2描述的类型。光催化分散体10可包含上文参考图2描述的类型的抗光致灰化添加剂、上文参考图2描述的类型的抗划伤和/或抗磨粒子和上文参考图2描述的类型的添加剂。优选借助喷涂施加光催化分散体10。图3b显示通过喷涂装置30喷涂光催化分散体10。微滴尺寸可以为1-200微米，并可以为最多大约200微米、150微米、100微米、50微米、25微米或10微米。光催化分散体10可以以10-50克/平方米，更优选20-40克/平方米，如大约30克/平方米，如大约20克/平方米的量施加在纸2上。在一个实施方案中，光催化分散体以1-10克/平方米的量施加。光催化TiO2粒子在该分散体中的浓度优选为0.3重量％至40重量％，更优选1.0重量％至30重量％，如5重量％至25重量％。光催化TiO2粒子优选以0.5-12.5克/平方米，更优选1-10克/平方米，如小于10克/平方米，如小于5克/平方米的量施加在纸2上。
作为替代或作为补充，通过辊涂、刷涂、数字印刷等施加该光催化分散体。
此后优选通过干燥装置31将具有施加在其上的光催化分散体的纸2干燥。优选借助IR或NIR将纸2干燥。如参考图2所述，也考虑可以借助例如加热空气将该纸干燥。
根据后续工艺，可以将干燥纸2切成片或可以如图3b中所示卷在例如辊上。
浸渍纸2可以在浸渍后储存，或可以直接用于层压工艺。
浸渍纸2可以是贴面纸21。该浸渍纸可以是装饰纸。如果浸渍纸2是装饰纸，布置该装饰纸以使装饰物在浸渍生产线中朝下并在该装饰物上施加光催化分散体10。可以将具有施加在其上的光催化分散体的浸渍纸2布置在基底13上。基底13可以是木质基底，如HDF、MDF、刨花板、OSB、WPC(木塑复合体)。如图4中所示，也可以在布置在基底13上的装饰纸14上布置浸渍纸2，如贴面纸21。
将浸渍纸2布置在基底13或下方装饰纸14上以使施加了光催化分散体10的纸的那面朝上背离基底13或下方纸14。如果在该纸的另一面上已施加抗磨粒子7，该纸的这一面朝向基底13或下方装饰纸14。
通过施加热和压力，将浸渍纸2的热固性树脂固化并将浸渍纸2层压到基底13或下方纸14上。在图4中，将基底13、装饰纸14和构成贴面纸21的浸渍纸2传送经过连续压机15，在此将基底13、装饰纸14和贴面纸2互相粘贴。由此，如图5中所示获得包含具有抗划伤性质的光催化表面的面板20。作为连续压机的替代，也可以使用静态压机。
具有光催化性质的纸2的光子效率可以超过0.025％，优选超过0.05％，更优选超过0.1％。其上已施加光催化分散体的纸2,21获得亲水性质。在室内照明条件下与水的接触角可以小于40°，优选小于30°，更优选小于25°，如小于20°。
如图5中所示，面板20包含上述类型的基底13、布置在基底上的装饰纸14和根据上述方法浸渍和施加光催化分散体10的构成贴面纸21的浸渍纸2。
贴面纸21在图5中所示的实施方案中在朝下，即朝向装饰纸14的贴面纸21面上包含抗磨粒子7。抗磨粒子7可具有不规则形状。贴面纸21在朝上，即背离装饰纸14的贴面纸21面上进一步包含光催化纳米粒子16。贴面纸21进一步包含抗划伤粒子。该抗划伤粒子可以是纳米级二氧化硅17。该抗划伤粒子也可以是例如氧化铝的盘形粒子18。盘形粒子18沿贴面纸21的表面取向。
在一个实施方案中，与制板相关地施加光催化分散体，这显示在图6中。
将平衡层19布置在传送带33上。平衡层19可以是背衬纸。该背衬纸优选是树脂浸渍纸。将基底13布置在平衡层上。基底13可以是木质板，如MDF、HDF、刨花板、OSB、WPC(木塑复合体)等。基底13可以由几个树脂浸渍纸形成。作为背衬纸的替代，基底13可以在基底13的一面上带有粉末基平衡层。该粉末基平衡层可包含热固性粘合剂和木质纤维素和/或纤维素粒子。
可以在与平衡层19相反的基底13的表面上布置装饰层14。装饰层14可以是如图6中所示的任何类型的印刷纸或箔。装饰层14也可以由印刷在基底13上的印刷品形成。
如图6中所示在装饰层14上布置覆盖层21。如果没有提供单独的装饰层，也可以将覆盖层21布置在基底上。覆盖层21——要在其上施加光催化分散体——构成面板20的最外表面层。
覆盖层21在图6中所示的实施方案中以干燥的树脂浸渍纸2的形式提供。浸渍纸2可以是贴面纸。该贴面纸可包含上述类型的抗磨和/或抗划伤粒子。该贴面纸被热固性粘合剂浸渍。该热固性树脂优选是氨基树脂，如三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂、脲醛树脂或其组合。该树脂优选是三聚氰胺甲醛树脂。优选将该纸干燥至该纸的固化损失小于10％的程度。该纸的固化损失可以为5-9％。该纸已在与形成板的工艺分开的工艺中浸渍和干燥。
在覆盖层21上施加光催化分散体10。光催化分散体10是上文参考图2描述的类型。光催化分散体10可包含上文参考图2描述的类型的抗光致灰化添加剂、上文参考图2描述的类型的抗划伤和/或抗磨粒子和上文参考图2描述的类型的添加剂。优选借助喷涂施加光催化分散体10。在图6中，通过喷涂装置30施加光催化分散体10。微滴尺寸可以为最多大约200微米、150微米、100微米、50微米、25微米或10微米。光催化分散体10可以以10-50克/平方米，更优选20-40克/平方米，如大约30克/平方米，如大约20克/平方米的量施加在纸2上。在一个实施方案中，光催化分散体以1-10克/平方米的量施加。光催化TiO2粒子在该分散体中的浓度优选为0.3重量％至40重量％，更优选1.0重量％至30重量％，如5重量％至25重量％。光催化TiO2粒子优选以0.5-12.5克/平方米，更优选1-10克/平方米，如小于10克/平方米，如小于5克/平方米的量施加在纸2上。
作为替代或作为补充，通过辊涂、刷涂、数字印刷等施加光催化分散体10。
此后借助干燥装置31将具有施加在其上的光催化分散体的纸2干燥。优选借助IR或NIR将纸2干燥。如参考图2所述，也考虑可以借助例如加热空气将该纸干燥。
或者，可以在将干燥的树脂浸渍纸2布置在基底13上之前施加光催化分散体10。
此后通过施加热和压力将这些层压在一起以形成面板20。由此获得具有具有光催化性质的最外层21的面板20。具有光催化性质的最外层，如贴面纸的光子效率可以超过0.025％，优选超过0.05％，更优选超过0.1％。其上已施加光催化分散体的纸2,21获得亲水性质。在室内照明条件下与水的接触角可以小于40°，优选小于30°，更优选小于25°，如小于20°。
在图6中公开的实施方案中，以片材形式提供不同的层。但是，也可以以连续材料网幅的形式提供不同的层。例如，干燥的树脂浸渍纸可以以片材形式提供，其可以如图6中所示堆叠。或者，干燥的树脂浸渍纸可以以连续网幅的形式提供(未显示)。本文中描述的实施方案被认为有许多修改，它们仍在由所附权利要求书确定的本公开的范围内。
例如考虑在多于一个步骤中施加光催化分散体。该光催化分散体可以两遍或更多遍施加到干燥的树脂浸渍纸上。光催化分散体在不同施加步骤中可包含不同的抗划伤粒子。
该方法的实施方案也被认为可用于在纸以外的任何其它类型的片材和基底，如玻璃纤维网或无纺布或任何其它类型的片材上浸渍和施加光催化分散体。
实施例
实施例1:
用含有大约30重量％纳米级光催化锐钛矿TiO2和大约30重量％纳米二氧化硅制剂的1:1制剂涂布三聚氰胺甲醛树脂浸渍的AC3贴面纸。用绕线棒在该AC3贴面纸上施加该组合物并室温干燥。将该三聚氰胺浸渍以及TiO2和SiO2涂布的贴面纸与装饰物、芯和背衬纸一起压制成层压结构。目视检查该压制层压材料在紫外线暴露后的光致灰化并就乙醇降解测试光催化活性。
实施例2:
用含有大约30重量％纳米级光催化锐钛矿TiO2组合物(其含有9重量％聚醚改性聚硅氧烷作为抗光致灰化剂)和大约30重量％纳米二氧化硅制剂的1:1制剂涂布三聚氰胺甲醛树脂浸渍的AC3贴面纸。用绕线棒在该AC3贴面纸上施加该组合物并室温干燥。将该三聚氰胺浸渍以及TiO2和SiO2涂布的贴面纸与装饰物、芯和背衬纸一起压制成层压结构。目视检查该压制层压材料在紫外线暴露后的光致灰化并就乙醇降解测试光催化活性。
通过监测由乙醇在UVA照射下的光催化降解释放的CO2来进行乙醇试验。用安装在大约6升的气密箱中的CO2检测器测量CO2。将样品和50微升10％EtOH溶液添加到该箱中。以每单位面积的受试样品每小时的CO2释放量表示受试样品的活性。作为记录的CO2曲线的斜率表示CO2释放。
光致灰化 光催化活性
实施例1 是 -
实施例2 否 1546ppm/hr/m2
实施例3:
用含有大约30重量％纳米级光催化锐钛矿TiO2组合物(其含有9重量％聚醚改性聚硅氧烷作为抗光致灰化剂)和大约30重量％纳米二氧化硅制剂的1:1制剂涂布三聚氰胺甲醛树脂浸渍的AC3贴面纸。用RDS4绕线棒在该AC3贴面纸上施加该组合物以提供大约30克湿制剂/平方米贴面纸。将涂布的贴面纸室温干燥。将该三聚氰胺浸渍以及TiO2和SiO2涂布的贴面纸与装饰物、芯和背衬纸一起压制成层压结构。如实施例1中那样目视检查该压制层压材料在紫外线暴露后的光致灰化并就乙醇降解测试光催化活性。
光致灰化 光催化活性
实施例3 否 5198ppm/hr/m2

Claims (29)

1.在纸(2)上施加光催化分散体的方法，所述方法包括
用热固性树脂浸渍纸(2)，
干燥所述树脂浸渍纸(2)，
在所述干燥的树脂浸渍纸(2)上施加包含光催化纳米粒子和抗光致灰化添加剂的光催化分散体(10)，和
干燥所述具有施加在其上的光催化分散体(10)的树脂浸渍纸(2)。
2.根据权利要求1的方法，其中所述抗光致灰化添加剂是表面活性剂。
3.根据权利要求2的方法，其中所述表面活性剂是聚醚改性硅氧烷。
4.根据权利要求1-3任一项的方法，其中所述抗光致灰化添加剂以高于0.1重量％，优选高于1重量％，更优选高于5重量％的浓度存在于所述光催化分散体(10)中。
5.根据权利要求1-3任一项的方法，其中所述抗光致灰化添加剂以1-35重量％，优选1-15重量％，更优选1-5重量％存在于中所述光催化分散体中。
6.根据前述权利要求任一项的方法，其中干燥所述树脂浸渍纸(2)包括将所述树脂浸渍纸(2)干燥小于20％，优选小于15％的固化损失。
7.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述光催化分散体(10)进一步包含抗划伤粒子。
8.根据权利要求7的方法，其中所述抗划伤粒子是或包含纳米级二氧化硅粒子，优选熔凝二氧化硅粒子。
9.根据权利要求7的方法，其中所述抗划伤粒子是或包含氧化铝。
10.根据权利要求7-9任一项的方法，其中所述抗划伤粒子是或包含盘形粒子，优选具有等于或超过3:1，更优选等于或超过5:1的宽/厚比。
11.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述光催化纳米粒子是光催化二氧化钛，优选为锐钛矿形式。
12.根据前述权利要求任一项的方法，其中光催化纳米粒子具有小于50纳米，优选小于30纳米，更优选小于20纳米，最优选小于10纳米的初级粒度。
13.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述光催化分散体(10)是水基的。
14.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述光催化分散体(10)由至少一个辊(11)施加。
15.根据前述权利要求任一项的方法，其中纸(2)是连续纸幅。
16.一种制造板(20)的方法，其包括
提供干燥的热固性树脂浸渍纸(2)，
在基底上施加所述纸(2)，
在所述纸(2)上施加包含光催化纳米粒子和抗光致灰化添加剂的光催化分散体(10)，
干燥所述具有施加在其上的光催化分散体(10)的纸(2)，和
施加热和压力以固化所述热固性树脂并将所述纸粘合到所述基底上。
17.根据权利要求16的方法，其中所述抗光致灰化添加剂是表面活性剂。
18.根据权利要求17的方法，其中所述表面活性剂是聚醚改性硅氧烷。
19.根据权利要求16-18任一项的方法，其中所述抗光致灰化添加剂以高于0.1重量％，优选高于1重量％，更优选高于5重量％的浓度存在于所述光催化分散体(10)中。
20.根据权利要求16-18任一项的方法，其中所述抗光致灰化添加剂以1-35重量％，优选1-15重量％，更优选1-5重量％存在于中所述光催化分散体中。
21.根据权利要求16-20任一项的方法，其中所述干燥的树脂浸渍纸(2)具有小于20％，优选小于15％，更优选小于10％的固化损失。
22.根据权利要求16-21任一项的方法，其中所述光催化纳米粒子是光催化二氧化钛，优选为锐钛矿形式。
23.根据权利要求16-22任一项的方法，其中光催化纳米粒子具有小于50纳米，优选小于30纳米，更优选小于20纳米，最优选小于10纳米的初级粒度。
24.根据权利要求16-23任一项的方法，其中所述光催化分散体(10)是水基的。
25.根据权利要求16-24任一项的方法，其中所述光催化分散体(10)通过喷涂施加。
26.根据权利要求16-25任一项的方法，其中所述光催化分散体(10)进一步包含抗划伤粒子。
27.根据权利要求26的方法，其中所述抗划伤粒子是或包含纳米级二氧化硅粒子，优选熔凝二氧化硅粒子。
28.根据权利要求26的方法，其中所述抗划伤粒子是或包含氧化铝。
29.根据权利要求26-28任一项的方法，其中所述抗划伤粒子是或包含盘形粒子，优选具有等于或超过3:1，更优选等于或超过5:1的宽/厚比。
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