Пропитанный слой с антистатическими свойствами

Изобретение может быть использовано для изготовления многослойных древесно-волокнистых плит. Пропитанный слой с антистатическими свойствами предназначен для использования в слоистых материалах или для нанесения покрытия на плиты на основе древесного материала. Пропитанный слой содержит бумагу, пропитанную формальдегидсодержащей смолой на водной основе, включающей частицы на основе углерода и смесь силанов. Предложены также способ получения пропитанного слоя, слоистый материал и плита на основе древесного материала. Технический результат заключается в улучшении электропроводности покрытия при сохранении поверхностных свойств отвержденной смолы. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 пр.

 

Настоящее изобретение относится к пропитанному слою с антистатическими свойствами, способу его получения, а также слоистому материалу и плите на основе древесного материала, содержащим такой пропитанный слой.

Описание

При использовании большого количества предметов ежедневного использования важным условием является отсутствие электростатического заряда. С одной стороны, электростатический заряд нежелателен, потому что он проходит через пользователя для разрядки, а с другой стороны, он, конечно, также может повредить электронные компоненты. На некоторых территориях объекты, которые склонны к накоплению электростатического заряда, даже запрещены по соображениям безопасности.

По этим причинам производители стремятся к тому, чтобы либо иметь особое качество в сортименте лесоматериала для специальных применений, либо, как правило, изготавливать все продукты по меньшей мере антистатического качества.

Решение проблемы заключается в повышении относительной влажности воздуха посредством увлажнителей. Это является относительно дорогим решением, которое только косвенно исправляет недостаток.

Существенно более приемлемое решение направлено на то, чтобы в производство декоративных поверхностей потребительских товаров внедрить использование пропитанных слоев или средств, представляющих собой пропитанные бумажные слои, для повышения проводимости. Однако при этом часто возникает проблема, заключающаяся в том, что соответствующие химические вещества не особенно легко растворимы в меламиноформальдегидных смолах, используемых для пропитывания. К тому же такие средства часто ухудшают очень хорошие поверхностные свойства отвержденной меламиновой смолы.

Идея, как избежать данной проблемы, представлена в EP 2537597 A1. Там при получении пола с ламинированным покрытием, помимо прочего, средство для повышения проводимости наносят по участкам на плиту на основе древесного материала или на нижнюю сторону пропитанных слоев, причем средство представляет собой клей ПВУ или ПУ, снабженный электропроводящими частицами. Эта процедура гарантирует, что непосредственно на поверхности пола с ламинированным покрытием отсутствует средство, повышающее проводимость, и, таким образом, вызывает ухудшение поверхностных свойств. Однако, разумеется, из-за покрытия из бумаги требуемый эффект также уменьшается.

Из патента США № 7122585 В2 известно нанесение пленкообразующих полимерных композиций с проводящей добавкой в качестве порошка для покрытия на древесные материалы, такие как, например, плиты МДФ. В качестве проводящих добавок, помимо прочего, упоминаются следующие: углеродные волокна, углеродные нанотрубки, активированный уголь, металлические наполнители, наполнители, покрытые проводящими материалами, или проводящие полимеры. Порошок для покрытия наносится на древесный материал с помощью электростатических способов.

Однако известные на сегодняшний день подходы сложны и дороги. Желаемые эффекты также не являются постоянными, и учитывается ухудшение продукта.

Следовательно, в основе настоящего изобретения лежит техническая задача, заключающаяся в получении пропитанного слоя, который обладает хорошей электропроводностью. При этом следует избегать ухудшения поверхностных свойств. Повышение проводимости также должно привести к наиболее низким затратам. Кроме того, включение средства в композицию должно быть возможным без каких-либо проблем. Использование токсичных или проблемных для окружающей среды средств в любом случае должно быть исключено.

Данная задача решается согласно настоящему изобретению посредством пропитанного слоя с антистатическими свойствами с признаками, указанными в пункте 1 формулы изобретения.

Соответственно предоставляется пропитанный слой с антистатическими свойствами для использования в слоистых материалах или для покрытия плит на основе древесного материала, при этом для пропитывания бумаги и/или нанесения на нее покрытия используют смолу, которая содержит:

- частицы на основе углерода, в частности углеродные нанотрубки (УНТ) или графен,

- по меньшей мере одно соединение с общей формулой (I),

R¹_aR²_bSiX_(4-a-b) (I),

и/или продукты его гидролиза, где

- X представляет собой H, OH или гидролизуемый остаток, выбранный из группы, содержащей галоген, алкокси, карбокси, амино, моноалкиламино или диалкиламино, арилокси, ацилокси, алкилкарбонил; и

- R¹ представляет собой органический остаток, выбранный из группы, содержащей алкил, арил, циклоалкил, которые могут быть прерваны посредством -O- или -NH-,

- где R¹ содержит по меньшей мере одну функциональную группу Q₁, которая выбрана из группы, включающей гидрокси-, амино-, моноалкиламино-, карбокси-, меркапто-, алкокси-, альдегидную, акриловую, акрилокси-, метакриловцю, метакрилокси-, циано-, изоцианатную и эпоксидную группы,

- R² представляет собой негидролизуемый органический остаток R², выбранный из группы, содержащей алкил, арил, алкенил, алкинил, циклоалкил, циклоалкенил;

- a равняется 0, 1, 2, 3, в частности 1 или 2, и

- b равняется 1, 2, 3 или 4, в частности 0 или 1.

В одном варианте осуществления представленного пропитанного слоя смола может еще содержать по меньшей мере одно дополнительное соединение общей формулы (II),

R³_cSiX_(4-c) (II),

и/или продукты его гидролиза, где

- X предусмотрен в значении, указанном выше,

- R³ представляет собой негидролизуемый органический остаток R³, выбранный из группы, содержащей алкил, арил, алкенил, алкинил, циклоалкил, циклоалкенил, и

- c равняется 1, 2, 3 или 4, в частности 1, 2 или 3.

В одном предпочтительном варианте осуществления смола по меньшей мере содержит:

- частицы на основе углерода, в частности углеродные нанотрубки (УНТ) или графен,

- по меньшей мере одно соединение с общей формулой (Ia)

R¹_aSiX_(4-a) (Ia),

и/или продукты его гидролиза, и

- по меньшей мере одно дополнительное соединение общей формулы (II)

R³_cSiX_(4-c) (II),

и/или продукты его гидролиза, где X, R¹, R³, a и c предусмотрены в значении, указанном выше.

Таким образом, смолу вводят в бумажный слой (то есть бумагу пропитывают смолой) или наносят на бумажный слой как слой смолы, при этом данная смола содержит средства, повышающие электропроводность. Данное средство смешивают со смолой, которая используется сама по себе, как, например, меламиноформальдегидная смола.

Особенно подходящими средствами, улучшающими электропроводность, оказываются частицы на основе углерода, такие как углеродные нанотрубки, пластинки или волокна, а также графен. Однако было обнаружено, что для хорошей проводимости важно иметь возможность включать частицы углерода в систему смол без образования агломерата. Вместе с тем, это также единственный способ обеспечить хорошую электропроводность даже при небольших количествах частиц углерода. Для этого частицы углерода были модифицированы на своей поверхности перечисленными силановыми соединениями. С одной стороны, это служит для предотвращения агломерации и, с другой стороны, для установления химической связи с меламиновой смолой. Частицы, модифицированные силановыми соединениями, могут быть легко включены в смолы, используемые для пропитки.

Возникающие преимущества заключаются в простом, технологически несложном решении, длительном эффекте, а также относительно небольшом количестве нанесения, что означает, что общие затраты можно поддерживать на низком уровне.

Углеродные нанотрубки представляют собой большие макромолекулы в форме графитовых пленок (шестиугольная решетка с конфигурацией sp²), которые свернуты в форме цилиндра («одностенные углеродные нанотрубки», ОУНТ). В дополнение к одностенным углеродным нанотрубкам известны также углеродные нанотрубки с двумя или более стенками («двустенные углеродные нанотрубки» ДУНТ; «многостенные углеродные нанотрубки», МУНТ), при этом они могут быть описаны в форме цилиндра, введенного в другой цилиндр.

Углеродные нанотрубки характеризуются высокой прочностью, малым весом, специфической электронной структурой, высокой стабильностью и превосходной электро-, а также теплопроводностью.

В качестве углеродных нанотрубок (УНТ) могут использоваться одностенные углеродные нанотрубки (ОУНТ), двустенные углеродные нанотрубки (ДУНТ) или многостенные углеродные нанотрубки (МУНТ), при этом, в частности, используются одностенные углеродные нанотрубки с диаметром 1,0–2,5 нм, предпочтительно 1,5–2,0 нм и длиной 2–10 мкм, предпочтительно 4–8 мкм, особенно предпочтительно 5–6 мкм.

Возможной альтернативой использованию углеродных нанотрубок являются нанопокрытия из графена. Графен является дополнительной модификацией углерода с двумерной ароматической структурой, в которой каждый атом углерода окружен тремя дополнительными атомами углерода, так что при этом образуется ячеистый образец.

В одном варианте осуществления количество частиц на основе углерода, добавленных в смолу, составляет от 1,0 до 4,0 вес. %, предпочтительно от 1,5 до 3,5 вес. %, особенно предпочтительно от 2,0 до 3,0 вес. %, например 2,5 вес. %.

Представленная смола, используемая для пропитывания бумаги и/или нанесения на нее покрытия, предпочтительно основана на формальдегидсодержащих смолах на водной основе, в частности меламиноформальдегидной смоле, мочевиноформальдегидной смоле, меламиномочевиноформальдегидной смоле, фенолформальдегидной смоле или их смесях. Дополнительные полимеры в представленной используемой смоле не содержатся.

Содержание твердых частиц в смоле, включающей частицы на основе углерода, составляет 50–75 вес. %, предпочтительно 55–70 вес. %, особенно предпочтительно 60–65 вес. %.

Гидролизуемый остаток X соединений общей формулы (I), (Ia) и (II) предпочтительно выбран из группы, включающей H, OH, фтор, хлор, бром, йод, C_1-6-алкокси, в частности метокси, этокси, н-пропокси и бутокси, C_6-10-арилокси, в частности фенокси, C_2-7-ацилокси, в частности ацетокси или пропионокси, C_2-7-алкилкарбонил, в частности ацетил, моноалкиламино или диалкиламино с C₁-C₁₂, в частности C₁-C₆. Особенно предпочтительно остаток X представляет собой H, OH или алкокси, в частности метокси, этокси, н-пропокси или изопропокси.

Органический остаток R¹ соединения общей формулы (I), (Ia) предпочтительно выбран из группы, содержащей C₁-C₃₀-алкил, в частности C₅-C₂₅-алкил, C₂-C₆-алкенил, C₃-C₈-циклоалкил и C₃-C₈-циклоалкенил. В одном варианте осуществления органический R¹ выбран из группы, включающей метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, втор-бутил, трет-бутил, пентил, гексил, циклогексил, винил, 1-пропенил, 2-пропенил, бутенил, ацетиленил, пропаргил, бутадиенил или циклогексадиенил, предпочтительно метил, этил, пропил или винил.

В одном варианте осуществления по меньшей мере одна функциональная группа Q¹ соединения общей формулы (I), (Ia) выбрана из группы, включающей эпоксидную, гидрокси-, эфирную, акриловую, акрилокси-, метакриловую, метакрилокси-, амино-, алкокси-, циано- и/или изоцианатную группы. Следовательно, функциональная группа Q¹ может предпочтительно содержать остаток с двойной связью или эпоксидной группой, который является активируемым и полимеризируемым с помощью УФ-излучения.

В одном варианте представленной композиции соединения общей формулы (I) в соответствии с R¹_aR²_bSiX_(4-a-b), в частности R¹SiX₃ или R¹R²SiX₂ с функциональной группой Q1 могут быть выбраны из метакрилоксипропилтриметоксисилана (МПТС), аминоэтил-аминопропилтриметоксисилана, силанов с функциональной эпоксигруппой, таких как глицидил-оксипропилтриэтоксисилан, или силанов с функциональной винильной группой, таких как, например, винилтриметоксисилан.

Как описано, остаток R¹ может включать по меньшей мере одну функциональную группу Q¹. Кроме того, остаток R¹ также может быть замещен другими остатками.

Термин «замещен» в использовании с «алкилом», «алкенилом», «арилом» и т. д. обозначает замену одного или более атомов, обычно атомов H, одним или более из следующих заместителей, предпочтительно одним или двумя из следующих заместителей: галоген, гидрокси, защищенный гидрокси, оксо, защищенный оксо, C₃-C₇-циклоалкил, бициклический алкил, фенил, нафтил, амино, защищенный амино, монозамещенный амино, защищенный монозамещенный амино, дизамещенный амино, гуанидино, защищенный гуанидино, гетероциклическое кольцо, замещенное гетероциклическое кольцо, имидазолил, индолил, пирролидинил, C₁-C₁₂-алкокси, C₁-C₁₂-ацил, C₁-C₁₂-ацилокси, акрилоилокси, нитро, карбокси, защищенный карбокси, карбамоил, циано, метилсульфониламино, тиол, C₁-C₁₀-алкилтио и C₁-C₁₀-алкилсульфонил. Замещенные алкильные группы, арильные группы, алкенильные группы могут быть замещены один раз или более и предпочтительно 1 или 2 раза одними и теми же или разными заместителями.

Используемый в данном документе термин «алкинил» обозначает остаток формулы R-C≡C-, в частности «C₂-C₆-алкинил». Примеры C₂-C₆-алкинилов включают: этинил, пропинил, 2-бутинил, 2-пентинил, 3-пентинил, 2-гексинил, 3-гексинил, 4-гексинил, винил, а также ди- и триины с прямыми и разветвленными алкильными цепями.

Используемый в данном документе термин «арил» обозначает ароматические углеводороды, например фенил, бензил, нафтил или антрил. Замещенные арильные группы представляют собой арильные группы, которые, как определено выше, замещены одним или более заместителями, определенными выше.

Термин «циклоалкил» обозначает циклопропильные, циклобутильные, циклопентильные, циклогексильные и циклогептильные группы.

В еще одном варианте осуществления негидролизуемый органический остаток R² соединения по формуле (I) и остаток R³ соединения по формуле (II) выбраны из группы, содержащей C₁-C₁₅-алкил, в частности C₁-C₁₀-алкил, C₂-C₆-алкенил, C₂-C₆-алкинил и C₆-C₁₀-арил. Они могут быть незамещенными или замещенными другой гидрофобной группой.

Предпочтительно негидролизуемый органический остаток R² и остаток R³ выбраны из группы, включающей метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, втор-бутил, трет-бутил, пентил, гексил, гептил, октил, нонил, циклогексил, винил, 1-пропенил, 2-пропенил, бутенил, ацетиленил, пропаргил, фенил и нафтил. Особенно предпочтительными являются остатки на основе метила, этила, пропила, октила или фенила.

Под термином «негидролизуемый органический остаток» в рамках настоящего изобретения следует понимать органический остаток, который в присутствии воды не приводит к образованию группы OH или группы NH₂, связанных с атомом Si.

Соединение общей формулы (I) может, в частности, содержать остаток R² в виде C₁-C₁₀алкильной группы, предпочтительно метил, этил, пропил.

Соединение общей формулы (II) может, в частности, содержать R³SiX₃, где R³ представлен в виде C₁-C₁₀алкильной группы, предпочтительно метила, этила, пропила, пентила, гексила, гептила, октила, или в виде C₆-C₁₀арильной группы, предпочтительно фенила, и где X представлен в виде алкокси, в частности метокси, этокси, н-пропокси или изопропокси, такого как, например, октилтриэтоксисилан, фенилтриэтоксисилан.

В одном варианте представленной композиции в каждом случае используется соединение общей формулы (Ia) и соединение общей формулы (II).

(Молярное) отношение силанового соединения формулы (Ia) к силановым соединениям формулы (II) предпочтительно составляет от 1:0,5 до 1:2, особенно предпочтительно от 1:1 до 1:1,5.

В одном особенно предпочтительном варианте представленного пропитанного слоя смола содержит углеродные нанотрубки, модифицированные глицидилоксипропилметилдиэтоксисиланом, глицидилоксипропилтриэтоксисиланом и октилтриэтоксисиланом, предпочтительно смесью глицидилоксипропилтриэтоксисилана и октилтриэтоксисилана.

В еще одном варианте осуществления в смоле могут содержаться неорганические частицы, в частности частицы SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, TiO₂. При этом предпочтительно используемые частицы характеризуются размером от 2 до 400 нм, предпочтительно от 2 до 100 нм, особенно предпочтительно от 2 до 50 нм. Благодаря добавлению неорганических частиц содержание твердых частиц композиции увеличивается, вследствие чего способ нанесения композиции улучшается. Также благодаря добавлению неорганических частиц предотвращается коробление и образование трещин. Неорганические частицы могут быть использованы в количестве в диапазоне от 0,1 до 25 вес. %, предпочтительно от 5 до 20 вес. %, в перерасчете на содержание твердых частиц материала-силана (материала, полученного в процессе золь-гель).

Представленная бумага, которую необходимо пропитать и/или покрыть смолой, предпочтительно представляет собой бумагу-основу или декоративную бумагу, крафт-бумагу или бумагу оверлей, которые подвергают базовому пропитыванию; то есть эта бумага уже предварительно пропитана традиционной смолой (например, меламиноформальдегидной смолой), при этом дополнительно наносят модифицированную смолу. В случае бумаги-основы бумага не является предварительно пропитанной.

Бумага оверлей представляет собой тонкую бумагу, которая обычно уже пропитана традиционной меламиновой смолой. Аналогичным образом можно получить бумагу оверлей, в которой в смолу слоя оверлей уже добавлены обеспечивающие износостойкость частицы, такие как, например, частицы корунда, чтобы повысить износостойкость.

Декоративная бумага представляет собой специальную бумагу для декоративной обработки поверхности древесных материалов, которая обеспечивает огромное многообразие узоров. Таким образом, кроме печати обычных узоров различных древесных структур также возможна печать узоров в виде геометрических форм или художественных элементов. Выбор дизайна практически ничем не ограничен. Для обеспечения оптимальных печатных свойств используемая бумага должна обладать хорошей гладкостью и стабильностью размеров, а также быть пригодной для проникания необходимых составов для пропитывания синтетическими смолами.

Крафт-бумага обладает высокой прочностью и состоит из целлюлозных волокон, в которые добавляют крахмал, квасцы и клеящее вещество, чтобы получить поверхностные эффекты и повышения прочности.

В предпочтительном варианте осуществления бумага частично или полностью пропитана модифицированной смолой, при этом модифицированная смола проходит в бумагу или проникает внутрь нее. В данном документе под термином «пропитывание» следует понимать полную или частичную пропитку покрытия из бумаги суспензией смолы на основе, например, формальдегидной смолы и частиц на основе углерода, модифицированными силановым соединением. Такое пропитывание можно осуществлять, например, в пропиточной ванне или путем нанесения щеткой, нанесения посредством скребка или распыления.

Как приведено выше, также может быть предусмотрено, что смола не проходит в бумагу, а, напротив, ее наносят на поверхность бумаги, и она находится в качестве (отдельного) слоя смолы на бумажном слое. Это применяют, в частности, в случае использования уже предварительно пропитанной бумаги. При этом по меньшей мере один слой смолы расположен на по меньшей мере одной поверхности или одной стороне, то есть на верхней стороне и/или нижней стороне, пропитанного слоя.

Вес бумаги может варьироваться в пределах от 30 до 250 г/м². Таким образом, вес бумаги, например декоративной бумаги, может составлять от 30 до 150 г/м², предпочтительно от 50 до 120 г/м², особенно предпочтительно от 80 до 100 г/м². В случае бумаги-основы или крафт-бумаги вес бумаги может составлять от 50 до 250 г/м², предпочтительно от 100 до 200 г/м², в частности от 120 до 150 г/м².

Смолу, используемую для пропитывания пропитанного слоя и/или нанесения на него покрытия, можно получить посредством способа, включающего следующие этапы:

- обеспечение по меньшей мере одной суспензии смолы (на водной основе);

- добавление по меньшей мере одного катализатора, в частности кислоты, в по меньшей мере одну суспензию смолы;

- добавление по меньшей мере одного соединения общей формулы (I) и необязательно по меньшей мере одного соединения общей формулы (II); и

- диспергирование частиц на основе углерода в суспензию смолы с помощью ультразвука (например, 160 Вт) и диспергирующего инструмента (например, диспергатора Ultraturax фирмы IKA при 15000 об/мин).

Выступающие в качестве катализатора подходящие неорганические и/или органические кислоты выбраны из группы, включающей фосфорную кислоту, уксусную кислоту, п-толуолсульфокислоту, соляную кислоту, муравьиную кислоту или серную кислоту. Также подходит аммониевая соль, такая как сульфат аммония, которая реагирует как слабые кислоты. п-Толуолсульфокислота является особенно предпочтительной.

Для последующей нейтрализации реакционной смеси добавляется предпочтительно основное соединение, такое как, например, аммиак. Это приводит к отделению водной фазы со связующей частью от спиртовой фазы (этанольной фазы).

В случае смешивания неорганических частиц с композицией связующего средства, неорганические частицы используют предпочтительно в количестве от 0,1 до 15 вес. %, предпочтительно от 0,5 до 10 вес. %, особенно предпочтительно от 1 до 5 вес. %.

Задача настоящего изобретения также решается благодаря способу получения описанного пропитанного слоя.

Соответственно предоставлен способ получения пропитанного слоя с антистатическими свойствами, который включает следующие этапы:

- обеспечение суспензии смолы, включающей частицы на основе углерода, по меньшей мере одно соединение общей формулы (I) и необязательно по меньшей мере одно соединение общей формулы (II);

- обеспечение покрытия из бумаги;

- пропитывание покрытия из бумаги суспензией смолы, предпочтительно в пропиточном канале, и/или нанесение на покрытие из бумаги покрытия из суспензии смолы; и

- высушивание пропитанного и/или покрытого покрытия из бумаги.

Как уже отмечалось выше, представленный пропитанный слой используют для изготовления слоистых материалов с антистатическими свойствами. Под слоистым материалом в данном документе подразумевается многослойный материал, который можно наносить на опорную плиту (например, наклеиванием). Слоистые материалы особенно подходят для получения современных деталей мебели, пола и других поверхностей.

Представленный слоистый материал содержит по меньшей мере один пропитанный слой с антистатическими свойствами, при этом по меньшей мере один пропитанный слой может быть пропитанным слоем из бумаги оверлей, пропитанным слоем из декоративной бумаги и/или пропитанным слоем из крафт-бумаги. В одном предпочтительном варианте осуществления слоистый материал содержит пропитанный слой из крафт-бумаги и/или пропитанный слой из декоративной бумаги в качестве пропитанного слоя с антистатическими свойствами.

В одном варианте осуществления представленного слоистого материала предусмотрен дополнительно к по меньшей мере одному пропитанному слою по меньшей мере одно дополнительное (не пропитанное представленной смолой) покрытие из бумаги, по меньшей мере одно покрытие из прозрачной бумаги (пергамин) и/или по меньшей мере одно покрытие из пленки из синтетического материала. Использование и число пропитанных слоев с антистатическими свойствами и дополнительных покрытий из бумаги и пленки в слоистом материале и слоистой структуре слоистого материала предусмотрены, в частности, на более поздних этапах применения. Различные покрытия или слои в структуре слоистого материала могут быть расположены в несколько рядов, они могут чередоваться, или их расположение можно менять. Однако существенным является то, что в слоистом материале имеется по меньшей мере один пропитанный слой с антистатическими свойствами.

В данном документе используемая в слоистом материале прозрачная бумага также известна под термином «пергамин». Пергамин представляет собой в значительной степени жиронепроницаемую, но не влагоустойчивую прозрачную бумагу, полученную из тонкоизмельченной целлюлозы. Его высокая прозрачность сохраняется путем очень значительного лощения.

Используемое в слоистом материале покрытие из пленки из синтетического материала состоит из полимеров, в частности из полипропилена (ПП), полиэтилена (ПЭ), полиэтилентерефталата (ПЭТ), термопластичного полиуретана (ТПУ) или полиуретана.

Особенно предпочтительная структура слоистого материала выглядит следующим образом (снизу вверх): по меньшей мере один пропитанный слой из крафт-бумаги с антистатическими свойствами – по меньшей мере одно покрытие из прозрачной бумаги – по меньшей мере одно покрытие из декоративной бумаги – по меньшей мере одно покрытие из бумаги оверлей.

Представленный слоистый материал или покрытие имеет установочную высоту с толщиной от 0,1 до 3 мм, предпочтительно от 0,1 до 2 мм.

Для получения слоистого материала после получения пропитанного слоя применяют следующие этапы способа:

- обеспечение по меньшей мере одного пропитанного слоя с антистатическими свойствами;

- обеспечение по меньшей мере одного дополнительного пропитанного покрытия, в частности по меньшей мере одного пропитанного покрытия из декоративной бумаги и по меньшей мере одного пропитанного покрытия из бумаги оверлей, по меньшей мере одного пропитанного покрытия из прозрачной бумаги и/или одного покрытия из пленки из синтетического материала,

- получение многослойной структуры из пропитанного слоя с антистатическими свойствами, по меньшей мере одного дополнительного пропитанного покрытия, в частности по меньшей мере одного пропитанного покрытия из декоративной бумаги и по меньшей мере одного пропитанного покрытия из бумаги оверлей, по меньшей мере одного пропитанного покрытия из прозрачной бумаги и/или одного покрытия из пленки из синтетического материала, и

- прессование многослойной структуры в прессе для горячего прессования, в частности в работающем непрерывно или периодически прессе (например, в короткотактном проходном прессе) или в двухленточном прессе.

Покрытия из бумаги, например в прессе для непрерывного прессования, могут быть спрессованы в тонкий слоистый материал.

Спрессованный слоистый материал (или покрытие) затем накладывают или наклеивают на подходящий материал-основу, в частности на опорную плиту (например, опорную плиту на основе древесного материала). Наклеивание происходит с использованием по меньшей мере одного клеящего вещества, в частности клеящего вещества на основе полиуретана или термопластичного клеящего вещества. Это обычно происходит в устройстве для наклеивания.

Как также уже обозначено выше, представленный пропитанный слой также может быть использован (непосредственно) для нанесения покрытия на плиту на основе древесного материала.

В этом случае плита на основе древесного материала содержит по меньшей мере одну опорную плиту и по меньшей мере один пропитанный слой с антистатическими свойствами, расположенный на по меньшей мере одной стороне опорной плиты.

Является особенно предпочтительным, если по меньшей мере один пропитанный слой с антистатическими свойствами является пропитанным слоем из декоративной бумаги. В этом случае пропитанный слой из декоративной бумаги с по меньшей мере одним покрытием из пропитанного слоя из бумаги оверлей и по меньшей мере одним стабилизирующим пропитанным слоем прессуется вместе с опорной плитой.

Особенно предпочтительная структура плиты на основе древесного материала выглядит следующим образом (снизу вверх): по меньшей мере один стабилизирующий слой – по меньшей мере одна опорная плита – по меньшей мере один пропитанный слой из декоративной бумаги с антистатическими свойствами – по меньшей мере одно покрытие из пропитанного слоя из бумаги оверлей.

Посредством настоящего изобретения теперь можно предоставлять многослойные плиты с антистатическими свойствами. Поэтому, с одной стороны, предоставляется многослойная плита, состоящая из опорной плиты, на поверхности которой расположен антистатический пропитанный слой и которая спрессована с ним. С другой стороны, предоставляется многослойная плита, которая состоит из опорной плиты с расположенным на ней и спрессованным слоистым материалом (с антистатическим пропитанным слоем).

В обоих случаях в качестве опорной плиты предпочтительно используется плита из древесного материала, из синтетического материала, смеси древесного материала с синтетическим материалом или из композиционного материала, в частности стружечная, древесно-волокнистая плита средней плотности (МДФ), древесно-волокнистая плита высокой плотности (ХДФ), ориентированно-стружечная плита (ОСП) или клееная плита и/или плита ДПК (на основе древесно-пластикового композита).

Настоящее изобретение объясняется ниже более подробно посредством нескольких примеров осуществления.

Пример осуществления 1: получение первой суспензии смолы, к которой прибавлены модифицированные частицы углерода

Для модификации добавляли 90 г (или 80 г) меламиноформальдегидной смолы и 8,5 г (или 17 г) воды и затем 0,08 г (или 0,16 г) пара-толуолсульфоновой кислоты. В этот водный раствор добавляли 0,7 г (или 1,4 г) глицидилоксипропилтриэтоксисилана, а также 0,16 г (или 0,32 г) октилтриэтоксисилана.

Затем 1,5 г (или 3 г) УНТ диспергировали в растворе с помощью ультразвука и высоких сдвиговых усилий (диспергатора Ultraturray при 15000 об/мин) и перемешивали при 40°С в течение 30 минут. Этот раствор теперь можно было обрабатывать как обычную систему смол. (В скобках указана информация для образца с 3% УНТ в смоле)

Пример осуществления 2: получение второй суспензии смолы, к которой прибавлены модифицированные частицы углерода

Для модификации добавляли 98,5 г воды и затем 0,08 г пара-толуолсульфоновой кислоты. В этот водный раствор добавляли 0,7 г глицидилоксипропилтриэтоксисилана, а также 0,16 г октилтриэтоксисилана.

Затем 1,5 г УНТ диспергировали в растворе с помощью ультразвука и высоких сдвиговых усилий (диспергатора Ultraturray при 15000 об/мин) и перемешивали при 40°С в течение 30 минут. Этот чисто водный раствор теперь можно было дозировать в меламиновую смолу непосредственно на машине для нанесения.

Пример осуществления 3: получение первого пропитанного слоя

В пропиточном канале отпечатанную декоративную бумагу (вес бумаги: 80 г/м²) в первой пропиточной ванне подвергали базовому пропитыванию. При этом пропитывание производили с помощью стандартной меламиновой смолы, которая содержит в нормальных количествах типичные вспомогательные вещества (отвердители, смачивающие вещества, пеногасители и т. д.). Раствор для пропитки характеризовался содержанием твердых частиц, составляющим приблизительно 65 вес. %.

Как только базовое пропитывание было завершено, декоративную бумагу после пропитывания быстро зачищали с двух сторон с помощью ножа-скребка. При этом накладной слой смолы содержал приблизительно 80 вес. % твердого вещества.

Пропитанный слой высушивали в аэрофонтанной сушилке и затем на решетке с обратной стороны покрывали меламиновой смолой, в которой содержалось дополнительно к типичным вспомогательным веществам еще приблизительно 2,5 вес. % углеродных нанотрубок из примера осуществления 2. Наносили приблизительно 30 г смолы на квадратный метр поверхности.

Пропитанный слой высушивали во второй аэрофонтанной сушилке при остаточном содержании влаги, составляющем приблизительно 6 вес. %. Пропитанный слой разрезали по формату и укладывали в стопу.

Пропитанный слой из декоративной бумаги со слоем из бумаги оверлей и стабилизирующим слоем в короткотактном проходном прессе спрессовывали с получением ХДФ большого формата (2,8 x 2,07 м, 8 мм) при приблизительно 200°C, 15 сек. и 40 кг/см². Затем из широкоформатной плиты вырезали образец 50 x 50 см и выдерживали две недели при 50% отн. влажности, 23°C.

Затем для образца определяли сопротивление поверхности в соответствии со стандартом DIN EN 1081:2018. В ходе этого было выявлено значение 1,0 x 10⁹ Ом. В головном образце без углеродных нанотрубок было выявлено значение 5 x 10¹² Ом.

Пример осуществления 4: получение второго пропитанного слоя

В пропиточном канале отпечатанную декоративную бумагу (вес бумаги: 80 г/м²) в первой пропиточной ванне пропитывали меламиновой смолой. При этом пропитывание производилось стандартной меламиновой смолой, которая содержит в нормальных количествах типичные вспомогательные вещества (отвердители, смачивающие вещества, пеногасители и т. д.). Содержание твердых частиц в смоле составляло приблизительно 65 вес. %. Дополнительно в смоле содержалось еще приблизительно 2,5 вес. % углеродных нанотрубок из примера осуществления 2.

После обработки отжимными валками в декоративной бумаге содержалось приблизительно 140 г смолы на квадратный метр поверхности. Пропитанный слой высушивали в аэрофонтанной сушилке при остаточном содержании влаги, составляющем приблизительно 6 вес. %. Накладной слой смолы составлял приблизительно 110 вес. %. Затем пропитанный слой разрезали по формату и укладывали в стопу.

Пропитанный слой из декоративной бумаги со слоем из бумаги оверлей и стабилизирующим слоем в короткотактном проходном прессе спрессовывали с получением ХДФ большого формата (2,8 x 2,07 м, 8 мм) при приблизительно 200°C, 15 сек. и 40 кг/см². Затем из широкоформатной плиты вырезали образец 50 x 50 см и выдерживали две недели при 50% отн. влажности, 23°C.

Затем для образца определяли сопротивление поверхности в соответствии со стандартом DIN EN 1081:2018. При этом было выявлено значение 8,0 x 10⁸ Ом. В головном образце без углеродных нанотрубок было найдено значение 5 x 10¹² Ом.

Пример осуществления 5: получение третьего пропитанного слоя

В пропиточном канале картонную крафт-бумагу (вес бумаги: 150 г/м²), которая должна служить в качестве основного покрытия для слоистого материала, полученного непрерывным прессованием (continuous produced laminate), подвергали пропитыванию. При этом в ванне для пропитки находилась пропиточная смола, которая состояла из меламиновой смолы в количестве до приблизительно 65 вес. % и из фенольной смолы в количестве до 35 вес. %. Обе смолы характеризовались содержанием твердых частиц, составляющим приблизительно 65 вес. %. В целом содержание твердых частиц после добавления вспомогательных веществ и воды составляло приблизительно 60 вес. %. Смесь смолы содержала типичные вспомогательные вещества (отвердители, смачивающие вещества, пеногасители и т. д.) в нормальных количествах. Дополнительно в смоле содержалось еще приблизительно 2,5 вес. % углеродных нанотрубок из примера осуществления 2.

Картонную крафт-бумагу подавали в ванну для пропитки с пропиточной смолой. После обработки отжимными валками в картонной крафт-бумаге еще содержалось приблизительно 215 г смолы на квадратный метр поверхности. Пропитанный слой высушивали в аэрофонтанной сушилке при остаточном содержании влаги, составляющем приблизительно 6 вес. %. Накладной слой смолы составлял приблизительно 85 вес. %. Затем пропитанный слой разворачивали.

В прессе для непрерывного прессования пропитанный слой из крафт-бумаги вместе с пропитанным слоем из бумаги оверлей, пропитанным слоем из декоративной бумаги и пергаментом спрессовывали в тонкий слоистый материал (T составляла приблизительно 200°C, v составляла 15 м/мин. и 60 кг/см²). Затем из слоистого материала вырезали образец 50 x 50 см и выдерживали две недели при 50% отн. влажности, 23 °C.

Затем для образца определяли сопротивление поверхности в соответствии со стандартом DIN EN 1081:2018. При этом было выявлено значение 6,0×10⁸ Ом. В головном образце без углеродных нанотрубок было выявлено значение 9 x 10¹¹ Ом.

1. Пропитанный слой с антистатическими свойствами для использования в слоистых материалах или для нанесения покрытия на плиты на основе древесного материала, где формальдегидсодержащая смола на водной основе, используемая для пропитывания бумаги и/или нанесения на нее покрытия, содержит

- частицы на основе углерода, в частности углеродные нанотрубки (УНТ) или графен,

- по меньшей мере одно соединение с общей формулой (Iа),

R¹_aSiX_(4-a) (Ia),

где

- X представляет собой метокси, этокси, н-пропокси или изопропокси,

- R¹ представляет собой органический остаток, выбранный из группы, содержащей метил, этил, пропил и винил,

- где R¹ содержит по меньшей мере одну функциональную группу Q₁, которая выбрана из группы, включающей акриловую, акрилокси-, метакриловую, метакрилокси- и эпоксидную группы,

- a равняется 1 или 2, и

- по меньшей мере одно дополнительное соединение общей формулы (II)

R³_cSiX_(4-c) (II),

где

- X предусмотрен в значении, указанном выше,

- R³ представляет собой негидролизуемый органический остаток R³, выбранный из группы, содержащей C₁-C₁₀ алкил, C₆-C₁₀ арил, и

- c равняется 1, 2 или 3.

2. Пропитанный слой по п. 1, отличающийся тем, что в каждом случае используются соединение общей формулы (Iа) и соединение общей формулы (II).

3. Пропитанный слой по п. 1 или 2, отличающийся тем, что молярное отношение силанового соединения формулы (Ia) к силановым соединениям формулы (II) составляет от 1:0,5 до 1:2, предпочтительно от 1:1 до 1:1,5.

4. Пропитанный слой по любому из предыдущих пунктов, где по меньшей мере одна функциональная группа Q₁ представляет собой эпоксидную группу.

5. Пропитанный слой по любому из предыдущих пунктов, где указанная смола содержит углеродные нанотрубки, модифицированные глицидилоксипропилметилдиэтоксисиланом, глицидилоксипропилтриэтоксисиланом и октилтриэтоксисиланом, предпочтительно смесью глицидилоксипропилтриэтоксисилана и октилтриэтоксисилана.

6. Пропитанный слой по любому из предыдущих пунктов, где бумага, которую необходимо пропитать и/или покрыть указанной смолой, представляет собой декоративную бумагу, крафт-бумагу, бумагу оверлей или бумагу-основу.

7. Пропитанный слой по любому из предыдущих пунктов, где формальдегидсодержащая смола на водной основе, используемая для пропитывания и/или нанесения покрытия, представляет собой меламиноформальдегидную смолу, мочевиноформальдегидную смолу, меламиномочевиноформальдегидную смолу, фенолформальдегидную смолу или их смеси.

8. Пропитанный слой по любому из предыдущих пунктов, где содержание твердых частиц в указанной смоле составляет от 50 до 75 вес.%, предпочтительно от 55 до 70 вес.%, особенно предпочтительно от 60 до 65 вес.%.

9. Способ получения пропитанного слоя по любому из предыдущих пунктов, включающий

- обеспечение суспензии смолы, включающей частицы на основе углерода, по меньшей мере одно соединение общей формулы (Iа) и по меньшей мере одно соединение общей формулы (II);

- обеспечение покрытия из бумаги;

- пропитывание покрытия из бумаги суспензией смолы, предпочтительно в пропиточном канале, и/или нанесение на покрытие из бумаги покрытия из суспензии смолы; и

- высушивание пропитанного и/или покрытого покрытия из бумаги.

10. Слоистый материал, содержащий по меньшей мере один пропитанный слой с антистатическими свойствами по любому из пп. 1–8.

11. Слоистый материал по п. 10, где по меньшей мере один пропитанный слой с антистатическими свойствами представляет собой пропитанный слой из бумаги оверлей, пропитанный слой из крафт-бумаги и/или пропитанный слой из декоративной бумаги.

12. Слоистый материал по п. 10 или 11, где дополнительно к по меньшей мере одному пропитанному слою предусмотрено по меньшей мере одно дополнительное покрытие из бумаги, не пропитанной указанной смолой, по меньшей мере одно покрытие из прозрачной бумаги (пергамин) и/или по меньшей мере одно покрытие из пленки из синтетического материала.

13. Слоистый материал по п. 10 или 11, отличающийся тем, что он имеет следующую структуру: по меньшей мере один пропитанный слой из крафт-бумаги с антистатическими свойствами – по меньшей мере одно покрытие из прозрачной бумаги – по меньшей мере одно покрытие из декоративной бумаги – по меньшей мере одно покрытие из бумаги оверлей.

14. Плита на основе древесного материала, содержащая по меньшей мере одну опорную плиту и по меньшей мере один пропитанный слой с антистатическими свойствами, расположенный на по меньшей мере одной стороне опорной плиты, по любому из пп. 1–8.

15. Плита на основе древесного материала по п. 14, отличающаяся тем, что по меньшей мере один пропитанный слой с антистатическими свойствами является пропитанным слоем из декоративной бумаги.