CN107873001A

CN107873001A - 用于矿物合成表面覆盖物的元件

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Publication number: CN107873001A
Application number: CN201680019158.0A
Authority: CN
Inventors: R·佩雷斯; F·帕耶; J-L·施蒂尔伦特
Original assignee: Taje Kate Luxemburg Ltd
Current assignee: Taje Kate Luxemburg Ltd
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2018-04-03
Anticipated expiration: 2036-03-31
Also published as: CN107873001B; US10960644B2; US20180086027A1; EP3277514A1; RU2711683C2; RU2017133960A; UA123306C2; WO2016156506A1; RU2017133960A3

Abstract

本发明涉及一种表面覆盖物元件，其包括：‑矿物基板层，任选地涂覆有合适的底漆；‑印刷在基板层上的装饰，其形成装饰层；和‑从可固化聚合物制剂获得的透明保护层。本发明还涉及其制造方法，包括以下步骤：a.提供矿物基板层；b.任选地，将底漆涂覆到矿物基板层的至少一个表面上；c.在基板层上印刷装饰；以及d.用从可固化聚合物制剂获得的透明保护层涂覆印刷的装饰。

Description

用于矿物合成表面覆盖物的元件

技术领域

本发明涉及合成表面覆盖物领域，特别是墙壁覆盖物和地板。更具体地，本发明涉及用于基于矿物材料的合成表面覆盖物的元件。本发明还涉及这样的制造方法。

背景技术

有机聚合物表面覆盖物，如乙烯基地板是多年来流行的地板材料。

然而，这种表面覆盖物也具有局限性，特别是在考虑诸如耐湿性的性能方面时。

此外，消费者对具有含量降低的氯化材料和挥发性有机化合物的替代表面覆盖物解决方案表现出越来越多的兴趣。

技术问题

本发明旨在提供合成表面覆盖物元件，特别是墙壁和地板覆盖物，其表现出改善的耐湿性。

本发明还旨在提供具有含量非常低的氯化材料和挥发性有机化合物(VOC)的这种覆盖物元件。

本发明还旨在提供由来自非合成或可再生资源的化合物制造的这种覆盖物元件。

本发明还旨在提供可使用有限数量的步骤和产品来制备的这种覆盖物元件。

问题解决方案

现在已出奇地发现，通过提供包括诸如地质聚合物或纤维水泥的矿物基板层的合成表面覆盖物元件，可根据本发明解决上述技术问题。

实际上，地质聚合物是可用于耐火和耐热涂料和粘合剂、医药应用、耐火纤维复合材料用粘结剂和混凝土用新水泥的高抗性材料。与普通水泥如波特兰水泥相比，由于它们产生的CO₂更少，因此从环境角度来看，地质聚合物也是有利的。

纤维水泥也具有有利性能，特别是对腐烂、白蚁、火灾危害、日晒、翘曲和永久性水损害的良好抗性。纤维水泥还是一种节能材料，并且与大多数其它墙壁材料相比，在组装和建造中需要的能量较少。

然而，使用这种矿物材料来制造表面覆盖物元件会引起特殊困难，特别是由于它们的高孔隙率和表面的碱性pH。

发明内容

根据第一方面，本发明涉及一种表面覆盖物元件，其包括：

-矿物支持层，任选地涂覆有合适的底漆；

-印刷在基板层上的装饰，其形成装饰层；和

-保护层。

基板层可特别地基于地质聚合物或纤维水泥，特别地包含有机或矿物纤维。

根据优选的实施例，本发明涉及一种表面覆盖物元件，其包括：

-矿物支持层，任选地涂覆有合适的底漆；

-印刷在基板层上的装饰，其形成装饰层；和

-从可固化聚合物制剂获得的透明保护层。

保护层优选从可固化聚合物制剂获得，优选地包含聚氨酯。

优选地，保护层从包含一种或多种聚氨酯、一种或多种聚丙烯酸聚合物和一种或多种聚酯的制剂获得。

表面覆盖物元件优选是墙壁覆盖物或地板覆盖物。

表面覆盖物元件有利地还包括位于表面覆盖物元件的边缘上的连接系统。

优选地，底漆涂层基于丙烯酸聚合物。

有利地，底漆涂层包含40wt％至90wt％的丙烯酸聚合物。

根据第二方面，本发明涉及一种用于制造根据本发明的表面覆盖物元件的方法，其包括以下步骤：

a.提供矿物基板层；

b.任选地，将底漆涂覆到矿物基板层的至少一个表面上；

c.在基板层上印刷装饰；以及

d.用保护层涂覆印刷的装饰。

优选地使用喷墨印刷机进行步骤c。

有利地，使用数字印刷机进行步骤c。

优选地，制造过程期间的温度不超过300℃，优选为180℃，且特别优选为160℃。定义

在本上下文中，术语“地质聚合物”意在表示由包含通过氧原子连接在一起的硅、铝、磷、铁或其它金属阳离子的重复单元组成的基本矿物化合物或化合物的混合物，例如氧化硅(-Si-O-Si-O-)、硅铝酸盐(silico-aluminate)(-Si-O-Al-O-)、铁硅铝酸盐(ferro-silico-aluminate)(-Fe-O-Si-O-Al-O-)或磷酸铝(-Al-O-P-O-)。地质聚合物的微观结构基本上是温度依赖性的。实际上，它在室温下是无定形的，但可在更高的温度例如高于500℃下演化成结晶基质。

对于地质聚合物基本上有两条合成路线，一种是在碱性介质(Na⁺、K⁺、Li⁺、Ca⁺⁺、Cs⁺等)中进行，一种是在酸性介质中进行，例如使用磷酸和腐殖酸。在两条路线中，碱性路线是当今在商业上最重要的。

在本上下文中，术语“纤维水泥”意在表示包括水泥，特别是波特兰水泥的复合材料，其由诸如纤维素纤维的纤维增强。

在本上下文中，术语“透明的”意在表示在很大程度上透射可见光而无明显的衰减、吸收或散射的材料。可使用分光光度计得到材料的透光率。可使用ASTM D-1003(透明塑料的雾度和光透射率的标准测试方法)评估光透射度。透光率为85％或更大的材料被认为是“透明的”。

具体实施方式

在其广义的表述中，本发明涉及包含矿物基板的合成表面覆盖物元件。

与有机等同物相比，本发明的这种基于矿物的表面覆盖物元件表现出改进的耐湿性，并且进一步表现出非常低的氯化材料和挥发性有机化合物(VOC)含量。

根据第一方面，因此本发明涉及一种表面覆盖物元件，其包括：

-矿物基板层，任选地涂覆有合适的底漆；

-印刷在所述基板层上的装饰，其形成装饰层；和

-保护层。

表面覆盖物元件可特别地适于组装以覆盖墙壁或地板的形式，例如矩形。这种元件可呈现包括5mm至50mm，优选为10mm至30mm且特别优选为15mm至20mm的总厚度。其尺寸可能变化很大，但边长通常包括10mm至10 000mm，优选为50mm至1000mm，且特别优选为100mm至500mm。

优选地，这些元件是刚性的。

矿物基板可特别地选自矿物聚合物，且更具体地选自地质聚合物和纤维水泥。

实际上，上述的进一步优点，这种材料在市场上容易获得，易于处理并显示有利的机械性能。

优选的是包括氧化硅(-Si-O-Si-O-)、硅铝酸盐(-Si-O-Al-O-)和/或铁硅铝酸盐(-Fe-O-Si-O-Al-O-)基团的地质聚合物。进一步优选的是未进行热处理的地质聚合物，因此其是无定形的或仅部分结晶的。

可根据预期用途选择合适的地质聚合物类型。地质聚合物的厚度可特别地为3mm至10mm。

对于一些应用，使用纤维增强的地质聚合物可能是有利的，如下文关于纤维水泥说明的。

优选的纤维水泥具体地包括用由矿物或有机可再生资源如植物提供的纤维增强的水泥。特别关注的是包括纤维素的纤维水泥。

水泥的纤维含量可根据所需的性能而有很大变化。实际上，具有高纤维含量的水泥具有较低重量，这对于一些应用如墙壁覆盖物可能是有用的。相比之下，具有较低纤维含量的水泥通常具有增强的机械性能。

然而，适合作为本发明的表面覆盖物的基板层的纤维水泥通常含有10wt％至80wt％，优选为20wt％至70wt％，且特别优选为30wt％至60wt％的纤维。

可根据预期用途选择纤维水泥中的水泥的性质。纤维水泥的厚度可特别地为3mm至10mm。

在使用之前，可处理矿物基板以将它们的表面pH控制在10至4，优选为8至6的范围内。

在一些情况下，用底漆涂覆矿物基板可能是有利的，以改善其表面性质，例如其孔隙率及其与后续层，特别是油墨制剂和保护层的相容性。

这种底漆涂料是本领域公知的。使用水基底漆涂料是优选的。

底漆涂料的配方可特别地包括一种或多种聚合物、分散剂、润湿助剂、消泡剂和适当的其它添加剂。

聚合物可特别地是丙烯酸聚合物或共聚物。优选地，将聚合物以诸如分散体(dispersion)或乳液的水基形式加入到制剂中。优选地，底漆制剂包含40wt％至90wt％，优选为50wt％至80wt％的聚合物制剂。

底漆制剂还可包含5wt％至25wt％的分散剂。

最后，底漆制剂还可包含0.1wt％至10wt％的润湿助剂、消泡剂和适当的其它添加剂。特别地，可存在诸如甘油的助溶剂，特别地高达10wt％的比例。

可使用本领域已知的方法涂覆底漆涂料。特别地，可使用辊涂机或诸如喷枪或涂漆辊的另外辊式装置涂覆它。

涂覆后，将底漆涂料在合适的条件下干燥。通常，合适的是将涂覆的基板在低于70℃的温度下保持30秒至5分钟。

本发明的一个重要方面是将装饰直接印刷在矿物基板层上，而非印刷在诸如箔或纸的单独装饰层上。该特征显著地简化了制造工艺，并进一步消除了粘合剂的需要，从而将装饰层固定在基板层上。

因此，必须将用于印刷的油墨制剂配制成显示合适的鲜明度、深且稳定的颜色，以及合适润湿性和对基板层的附着性。

油墨制剂优选为水基的。最优选地，它们不含任何挥发性有机化合物。

这种油墨制剂是本领域公知的。可以使用例如，名称为(由PPG公司销售)或(由Sherwin Williams公司销售)的合适油墨制剂。

根据本发明的表面覆盖物还包括保护层以保护装饰层。

这些保护层在行业内是众所周知的。它们通常是透明的，但在某些情况下也可通过加入合适的染料而被着色。

对于不完全覆盖表面的装饰设计，应选择保护层以进一步确保与矿物基板层适当的附着性和相容性。

用于这种保护层的合适的材料可特别地基于诸如聚氨酯和丙烯酸聚合物的聚合物。

特别优选的是可用于水溶液或分散体的聚合物。

通常，选择保护层以确保保护装饰免受UV光。此外，特别地如果表面覆盖物意图用于地板应用，则保护层还应赋予机械保护，特别是耐划擦性和耐磨性。

保护层制剂可特别地包括一种或多种聚合物、光引发剂、促进剂、分散剂、消光剂、硬化剂和适当的其它添加剂。

聚合物可特别地选自聚氨酯、聚丙烯酸聚合物和/或聚酯。优选地，将聚合物以诸如分散体或乳液的水基形式加入到制剂中。UV可固化聚合物是特别优选的。优选地，保护层制剂包含40wt％至90wt％，优选为50wt％至80wt％的聚合物制剂。

包含一种或多种聚氨酯、一种或多种聚丙烯酸聚合物和一种或多种聚酯的保护层制剂是特别优选的。

保护层制剂还可包含0.1wt％至5wt％的促进剂。保护层制剂还可包含0.1wt％至5wt％的分散剂。此外，保护层制剂还可包含一种或多种光引发剂，优选地以0.1wt％至10wt％的比例。保护层制剂还可包含一种或多种消光剂，优选地以5wt％至20wt％的比例。保护层制剂还可包含一种或多种硬化剂，优选地以约1wt％至10wt％的比例，优选为2wt％至5wt％。除了这些产品之外，制剂还可包含其它合适的添加剂。

对于一些设计，例如在木材设计的情况下，进一步为保护层压花以获得结构化表面可能是有利的。

根据本发明的表面覆盖物可特别地是适于在现场布置和组装以形成地板的刚性元件。

根据优选的实施例，本发明的表面覆盖物元件因此进一步包括适当的装置以便于组装，例如锁定舌和槽连接件。

根据第二方面，本发明涉及一种用于制造本发明的表面覆盖物元件的方法，其包括以下步骤：

a.提供矿物基板层；

b.任选地，将底漆涂覆到矿物基板层的至少一个表面上；

c.在基板层上印刷装饰；以及

d.用保护层涂覆印刷的装饰。

优选地使用喷墨印刷机进行在步骤c中将装饰印刷到矿物基板层上。然而，也可使用诸如印刷辊的其它印刷装置。特别优选的是数字印刷机。

本发明的方法的一个特别的优点是，在该方法中所需的温度不超过300℃。优选地，温度不超过180℃，且特别优选地不超过160℃。低温制造工艺开辟出一大组可能的材料，特别是关于油墨制剂中的颜料。

如此制造的本发明的矿物表面覆盖物具有有利性能，特别是改进的耐湿性。它也是环境友好的，因为它使用少量甚至不使用氯化材料或挥发性有机化合物(VOC)，并且更优选地包括来自可再生资源的材料。

以下示例将更详细地描述本发明。

示例

示例1

基于地质聚合物的装饰性地板元件的制备

如下制造地板元件。

用去离子水将厚度为6mm、尺寸为10×30cm的一块地质聚合物洗涤三次，以除去表面上的碱性化合物，并将表面pH从14降低至约8。

然后，使用辊式涂料器，用下表1所示的底漆制剂涂覆制备的矿物基板，并使其在50℃的温度下干燥5分钟。

表1：底漆制剂的组成

产品	[重量份]
		Neocryl A-1131＝250cps	59
Neocryl XK151	20
		Disperbyk 190	20
Tego wet KL 245	1,3
		Tego foamex 842	1,3
甘油	4
		总计	104,3

然后，用数字印刷机使用由PPG销售的水基油墨AQUACRON印刷干燥的基板。

然后，用双组分聚氨酯涂料涂覆印刷的基板。根据情况，将涂层在UV光下网状化(reticulated)并使其干燥。

表2：用于保护层的制剂的组成

示例1中制备的合成地板不含氯化物质，并且几乎不含挥发性有机化合物，因此是基于有机聚合物的合成地板解决方案的有吸引力的替代方案。

示例2

除了使用的底漆制剂如下表3所示之外，重复示例1。

表3：底漆制剂的组成

示例2中制备的合成地板不含氯化物质，并且几乎不含挥发性有机化合物，因此是基于有机聚合物的合成地板解决方案的有吸引力的替代方案。

Claims

1.一种表面覆盖物元件，其包括：

-矿物基板层，任选地涂覆有合适的底漆；

-印刷在所述基板层上的装饰，其形成装饰层；以及

-从可固化聚合物制剂获得的透明保护层。

2.根据权利要求1所述的表面覆盖物元件，其中所述基板层基于地质聚合物。

3.根据权利要求1所述的表面覆盖物元件，其中所述基板层基于纤维水泥。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的表面覆盖物元件，其中所述基板层包含有机或矿物纤维。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的表面覆盖物元件，其中所述可固化聚合物制剂包含聚氨酯。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的表面覆盖物元件，其中所述保护层从包含一种或多种聚氨酯、一种或多种聚丙烯酸聚合物和一种或多种聚酯的制剂获得。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的表面覆盖物元件，其中所述表面覆盖物是墙壁覆盖物。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的表面覆盖物元件，其中所述表面覆盖物是地板覆盖物。

9.根据权利要求7或8所述的表面覆盖物元件，还包括位于所述表面覆盖物元件的边缘上的连接系统。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的表面覆盖物元件，其中所述底漆涂料基于丙烯酸聚合物。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的表面覆盖物元件，其中所述底漆涂料包含40wt％至90wt％的丙烯酸聚合物。

12.一种制造权利要求1至11所述的表面覆盖物元件的方法，其包括以下步骤：

a.提供矿物基板层；

b.任选地，将底漆涂覆到所述矿物基板层的至少一个表面上；

c.在所述基板层上印刷装饰；以及

d.用从可固化聚合物制剂获得的透明保护层涂覆所述印刷的装饰。

13.根据权利要求12所述的方法，其中使用喷墨印刷机进行步骤c。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中使用数字印刷机进行步骤c。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中所述温度不超过300℃，优选为180℃，且特别优选为160℃。