IT202000020143A1

IT202000020143A1 - Pannello decorato

Info

Publication number: IT202000020143A1
Application number: IT102020000020143A
Authority: IT
Inventors: Giorgio Macor
Original assignee: Giorgio Macor
Priority date: 2020-08-13
Filing date: 2020-08-13
Publication date: 2022-02-13
Also published as: WO2022034546A1; EP4196355A1; US20230302846A1; CN116323241A

Description

TITOLO

Pannello decorato.

DESCRIZIONE CAMPO DELL?INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce a una formulazione fotoreticolabile e a un pannello decorato cos? realizzato.

In particolare l?invenzione riguarda un pavimento decorato e testurizzato mediante stampa digitale, i vari strati di vernice per proteggerlo e un metodo per realizzarlo.

La presente invenzione si inserisce nel settore tecnico dei materiali e in particolare per realizzare pannelli per la produzione di pavimenti, rivestimenti, arredi e pi? generalmente per superfici di architettura e design.

La presente invenzione sfrutta la combinazione delle delle tecnologie tradizionali, che offrono elevate propriet? meccaniche, chimico-fisiche, costi contenuti e la versatilit? delle tecnologie digitali che consentono totale personalizzazione ed elevata precisione.

STATO DELL?ARTE

I pannelli per la produzione di pavimentazioni e mobili che riproducono nel colore e al tatto legni e altri materiali naturali, sono generalmente costituiti da materiali di derivazione legnosa come HDF, MDF e truciolare oppure da materiali sintetici come ad esempio PVC (SPC, LVT, WPC) e recentemente poliolefine come PE e PP.

In particolare nel caso di pavimenti tradizionali costituiti da legni e derivati (MDF/HDF/Truciolare /compensato) il decoro stampato su carta viene applicato al supporto e normalmente protetto mediante l?applicazione di resine amminoplastiche. Il processo avviene in presse continue o discontinue mediante l?applicazione di pressione e calore. La superficie che si ottiene ? estremamente resistente ai graffi e all?abrasione. Il prodotto cos? ottenuto ? comunemente chiamato laminato.

Nel caso di pavimenti sintetici come LVT (Luxury Vinyl Tile), il decoro stampato su film plastico viene applicato al supporto e normalmente protetto mediante l?applicazione di uno strato d?usura (wear layer) costituito da uno spesso film (300-500?) di PVC. Il processo avviene in presse continue o discontinue mediante pressione e calore. La superficie viene poi generalmente finita mediante l?applicazione di una vernice fotoreticolabile al fine di ottenere il gloss desiderato e impartire resistenza al graffio.

La stampa digitale e in particolare quella a getto d?inchiostro si sta sempre pi? affermando nei settori industriali sostituendo i metodi tradizionali basati su stampa analogica. I vantaggi della stampa digitale sono notevoli e comprendono l?elevata flessibilit?, la possibilit? di produrre piccole tirature e la riduzione dello spreco dei consumabili.

In particolare la riproduzione del legno su vari materiali rappresenta una tipica applicazione della stampa digitale per la produzione di pavimenti, pannelli per mobili, battiscopa, profili e in generale nell?ambito del design e architettura.

La stampa digitale industriale direct-to-board prevede la decorazione diretta del substrato e generalmente utilizza inchiostri fotoreticolabili. Quest?ultimi una volta polimerizzati non presentano caratteristiche termoplastiche e conseguentemente non possono essere utilizzati con le tecniche di laminazione descritte in precedenza. D?altra parte la decorazione diretta si sta sempre pi? diffondendo nel mercato e si rende necessario sviluppare un ciclo di protezione specifico per materiali sintetici e non, che possa offrire le caratteristiche desiderate di resistenza all?abrasione, graffio e altre propriet? elencate come quelle indicate nelle norme EN15468:2016 e/o EN16511:2019. Inoltre il ciclo dovr? essere testurizzabile mediante tecnologie analogiche tradizionali o meglio, mediante tecnologie di testurizzazione digitale come ad esempio quelle descritte in WO2018069874A1 e WO2020039361A1.

Le vernici fotoreticolabili normalmente impiegate per la protezione di pavimentazioni in legno (parquet) non presentano sufficienti caratteristiche antiabrasive. Al fine di aumentare la resistenza all?abrasione si rende quindi necessario utilizzare in formulazione delle sostanze come l?ossido di alluminio e applicarne considerevoli quantitativi, circa 100-150 g/m2.

Le vernici fotoreticolabili dopo la polimerizzazione presentano dei ritiri intorno al 10-20% in volume causando la deformazione del substrato. Questo fenomeno ? fortemente accentuato nel caso di pavimentazioni plastiche e ancor pi? quando il materiale viene testato per stabilit? dimensionale a 80?C per 4h.

Si rende quindi necessario sviluppare una formulazione e un ciclo di verniciatura capace di proteggere dall?abrasione il decoro sottostante e allo stesso tempo essere flessibile per evitare la deformazione del pannello.

SOMMARIO DELL?INVENZIONE

Il ciclo di verniciatura oggetto dell?invenzione prevede l?utilizzo di sistemi ibridi con caratteristiche termoplastiche e a tal fine risulta particolarmente efficace l?utilizzo di resine fotoreticolabili in combinazione con resine termoplastiche non fotoreticolabili.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE

Le resine fotoreticolabili o meglio reticolabili mediante energia (energy curable) sono accomunate dal fatto di polimerizzare ed indurire grazie all?energia irradiata dai dispositivi a raggi ultravioletti e/o mediante irraggiamento con EB (Electron Beam) oppure con l?aggiunta di perossidi organici e sono suddivise in due tipologie sulla base del meccanismo di reticolazione: 1) radicaliche, tipicamente da monomeri vinilici e resine acrilate che sono suddivise in diverse sottocategorie: epossi-acrilate, uretan-acrilate, poliestere-acrilate, polietere-acrilate, ammino-acrilate, silicon-acrilate, poliisopren-acrilate, polibutadien acrilate e monomeri acrilati. Tra i monomeri vinilici possiamo citare N-vinil caprolattame (NVC), acriloil morfolina (ACMO), dietilenglicole divinil etere (DVE-2), trietilenglicole divinil etere (DVE-3) e loro miscele.

Con il termine acrilate si intendono sia resine acrilate che metacrilate.

2) resine cationiche come epossidiche, polioli e monomeri come ossetani e vinil eteri.

Maggiori informazioni sui sistemi fotoreticolabili si possono trovare nel testo ?Radiation Curing: Science and Technology? (Pappas).

Le resine termoplastiche utilizzabili in combinazione con i sistemi fotoreticolabili possono essere ad esempio costituite, ma non limitate, da:

? polibenzimidazolo PBI

? policarbonato PC

? polietilene PE

? polietilentereftalato PET

? polimetilmetacrilato PMMA

? polipropilene PP

? polistirene PS o polistirolo

? cloruro di polivinile PVC

? poliammide PA

? acrilonitrile butadiene stirene ABS

? poliacido lattico PLA

? politetrafluoroetilene PTFE

? polietersolfone PES(U)

? poliossimetilene POM

? polivinilacetato PVAc

? copolimero etilenevinilacetato EVA

? poliuretani termoplastici TPU

miscele e copolimeri dei precedenti.

Tipicamente la resina termoplastica ? utilizzata disciolta nella resina fotoreticolabile tra 1% e il suo limite di solubilit? che ? funzione della natura chimica della resina e del suo peso molecolare.

In un?altra forma dell?invenzione, il polimero termoplastico non viene disciolto nella resina fotoreticolabile ma ? disperso nella stessa.

In una forma preferita dell?invenzione, la formulazione oggetto dell?invenzione comprende una o pi? resine fotoreticolabili, fotoiniziatori, una o pi? resine termoplastiche e pu? contenere cariche, come ad esempio ossido di alluminio (corindone) per aumentarne la resistenza all?abrasione, talco per modificarne la reologia, silice per ridurne la brillantezza, carbonato di calcio come carica riempitiva, pigmenti per impartire colore, additivi come ad esempio livellanti, bagnanti, scivolanti, modificanti della reologia.

In un?altra forma dell?invenzione la formulazione oggetto dell?invenzione pu? contenere altri sistemi non fotoreticolabili come resine epossidiche, poliuretaniche, acriliche.

In un?altra forma dell?invenzione la formulazione oggetto dell?invenzione pu? subire un processo di reticolazione secondario (dual-cure).

Il ciclo di verniciatura oggetto dell?invenzione comprende diversi strati che possono variare in funzione del substrato e del grado di protezione desiderata.

In Fig. 1 ? schematizzato un ciclo di verniciatura per SPC mentre In Fig. 2 ? schematizzato un ciclo di verniciatura per HDF.

Secondo alcune forme di realizzazione, il ciclo di verniciatura oggetto dell?invenzione pu? essere eseguito mediante convenzionali tecniche in uso, come rullo/ spray/ velo/trafila/slot-die.

Tipicamente la vernice oggetto dell?invenzione ? vantaggiosamente utilizzato per la produzione di mobili e/o pavimenti. Il ciclo di preparazione e finitura ? in funzione del materiale da decorare e in funzione delle prestazioni desiderate.

Ad esempio un ciclo tipico per la decorazione di SPC (Stone Plastic Composite), un materiale attualmente in voga per la produzione di pavimentazioni, prevede le seguenti lavorazioni:

Tabella 1

Al fine di ottenere differenti effetti estetici, lo strato d?usura e la finitura possono possedere gradi di opacit? differenti. Se infatti lo strato d?usura possiede un grado di lucentezza pi? elevato della finitura di otterr? un poro lucido che risulter? conseguentemente evidenziato.

Al contrario se strato d?usura e finitura possiedono lo stesso grado di lucentezza, il poro risulter? meno evidente ma con un effetto pi? naturale.

In una forma preferita dell?invenzione, ogni strato del ciclo di verniciatura ? costituito dalla vernice oggetto dell?invenzione.

In una forma preferita dell?invenzione il ciclo di verniciatura viene trattato termicamente. La temperatura e il tempo sono funzione del peso molecolare e della natura chimica della resina stessa. Tipicamente il trattamento termico avviene dopo la fase di fotopolimerizzazione. Sorprendentemente dopo il trattamento termico, si forma una superficie opaca. Il trattamento termico pu? avvenire mediante aria calda oppure per irraggiamento diretto con raggi IR, NIR.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La figura 1 illustra la successione degli strati per realizzare il pannello decorato oggetto dell?invenzione. In particolare la figura rappresenta un pannello decorato in materiale plastico utilizzabile per pavimentazioni.

La figura 2 analogamente alla 1 rappresenta un pannello decorato in HDF utilizzabile per pavimentazioni ESEMPIO 1

Viene preparata una base per la vernice costituita da:

- monomero acrilato HDDA: differenza a 100%

- monomero acrilato TMPTA: 20%

- oligomero acrilato CN981: 10%

- resina termoplastica (si veda tabella 2)

- fotoiniziatore IRGACURE 1173: 3%

- fotoiniziatore TPO: 0,1-5% (5% per il bianco) Alla base viene poi aggiunto ossido di titanio (20%) per preparare la vernice bianca di base oppure ossido di alluminio (25%) per preparare la vernice antisfondamento (wear layer).

La linea utilizzata per la decorazione e finitura ? composta da macchine a rullo normali o reverse per l?applicazione delle vernici, stampante single-pass a 6 colori per la decorazione, stampante single-pass per la testurizzazione, spazzolatura per la testurizzazione. La velocit? di applicazione e stampa ? di 30 m/min.

La vernice bianca ? applicata a rullo con 2 applicazioni da 15 g/m2 a un substrato di SPC di 2,5mm e gelificata con 2 lampade Ga da 120 W/cm.

Il substrato viene stampato e successivamente viene applicata una prima mano di vernice antisfondamento (30 g/m2) gelificata con 1 lampada Hg da 120 W/cm e poi un?altra applicazione di 150 g/m2 che viene testurizzata e gelificata con 2 lampade Hg da 120 W/cm. Viene poi applicata 10 g/m2 di finitura per garantire resistenza al graffio e la desiderata lucentezza, il substrato viene poi asciugato con 4 lampade Hg da 120 w/cm.

Il substrato ? stato testato secondo la EN16511:2019, di cui sono riportati alcuni dati:

Tabella 2

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Un pannello decorato cos? costituito:

a. Un substrato;

b. Uno strato decorativo applicato su almeno parte del substrato;

c. Una formulazione fotoreticolabile applicata direttamente od indirettamente su una parte del substrato e/o dello strato decorativo, cio? con l?interposizione di ulteriori strati di materiale intermedi sul almeno una parte del substrato e in uno o pi? strati, contenente:

i. Almeno una resina fotoreticolabile;

ii. Almeno una resina termoplastica;

iii. Almeno un iniziatore di polimerizzazione compreso ma non limitato a fotoiniziatori UV, perossidi organici, Electron Beam.

2. Un pannello decorato secondo la rivendicazione 1 in cui la resina fotoreticolabile ? compresa tra resine fotoreticolabili cationiche, resine fotoreticolabili radicaliche e/o loro combinazioni o miscele.

3. Un pannello decorato secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui la resina fotoreticolabile contiene resine non fotoreticolabili come resine epossidiche, poliuretaniche, acriliche e/o loro combinazioni o miscele.

4. Un pannello decorato secondo una o pi? qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni in cui la resina fotoreticolabile ? sottoposta a un processo di polimerizzazione secondaria (dual-cure).

5. Un pannello decorato secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni in cui la resina termoplastica ? compresa tra polibenzimidazolo (PBI), policarbonato (PC), polietilene (PE), polietilentereftalato (PET), polimetilmetacrilato (PMMA), polipropilene (PP), polistirene (PS) o polistirolo, cloruro di polivinile (PVC), poliammide (PA), acrilonitrile butadiene stirene (ABS), poliacido lattico (PLA), politetrafluoroetilene (PTFE), polietersolfone (PES), poliossimetilene (POM), polivinilacetato (PVAc), copolimero etilenevinilacetato (EVA), copolimeri e/o combinazioni o miscele dei precedenti.

6. Un pannello decorato secondo una o pi? qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni in cui la resina termoplastica ? contenuta tra 1% e il suo limite di solubilit? nella resina fotoreticolabile.

7. Un pannello decorato secondo una o pi? qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni in cui la resina termoplastica ? dispersa nella resina fotoreticolabile.

8. Un pannello decorato secondo una o pi? qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni secondo cui la formulazione fotoreticolabile contiene almeno una sostanza scelta tra acqua, solventi, modificatori di tensione superficiale, resine fotoreticolabili, fotoiniziatori, scivolanti, bagnanti, olii, stabilizzanti luce, antiossidanti, antischiuma, umettanti, biocidi, coloranti, plastificanti, cariche, ossido di alluminio, pigmenti e/o loro combinazioni o miscele.

9. Pannello decorato secondo una o pi? qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni in cui la formulazione fotoreticolabile viene testurizzata.

10. Pannello decorato secondo una o pi? qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni in cui la decorazione avviene mediante stampa digitale.

11. Pannello decorato secondo una o pi? qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni, in cui il pannello decorato ? trattato termicamente.

12. Pannello secondo la rivendicazione 11 secondo cui dopo il trattamento termico si genera una superficie opaca. Pannello decorato secondo una o pi? qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni in cui il substrato ? costituito da materiale plastico, legnoso, di derivazione legnosa (HDF/MDF), metallo, fibrocemento, ceramica e/o combinazioni dei precedenti.

13. Pannello decorato secondo una o pi? qualsivoglia delle precedenti rivendicazioni 1 utilizzato per la produzione di rivestimenti, pavimenti e mobili.