涂裝材料的制作方法

本實用新型涉及一種用來布置到工件上的多層涂裝材料(Beschichtungsmaterial)及涂裝方法(Beschichtungsverfahren)。此處涉及的工件尤其由木頭、木制材料(例如刨花板(Spanplatte))或者復合材料構成，或者這種工件可被制成所謂的輕質建筑構件板。另外，本申請還涉及一種涂裝方法。此種方法既可以用于工序過程(移動的工件)，也可以用于靜止技術(固定的工件)的領域中。

背景技術：

在現有技術中已公開了上述的涂裝材料，該涂裝材料包含載體層和膠粘層。在涂裝材料布置后，從工件取走載體層，并且因而載體層也被稱作裝飾層(Dekorschicht)。膠粘層則為載體層與工件之間提供連接。

涂裝材料的膠粘層可借助激光光束來活化，這是已知的。在此，膠粘層將熔融或熔化，并發揮粘附作用，使得涂裝材料可借助壓力裝到工件上，并且在膠粘層硬化后與工件建立連接。

為此應用了涂裝材料(邊帶或邊條)，其膠粘層例如可借助于激光光束活化。在膠粘層活化后，涂裝材料與工件壓合。

根據存儲于功能層中的色料的不同，膠粘層部分地具有極高的反射率或極強的透射率。這將顯著提升所需的激光功率，因為只有一部分光線可被轉化為實用能量(熱)。

此外，現在公知的僅是凝固機制是基于熔化物的硬化的邊帶。因此，幾乎不能實現或者說只能有條件地實現對最后成品質量的某些要求。

技術實現要素：

因此，本實用新型的目的是提供一種涂裝材料及涂覆方法，用以解決至少一個前述問題，并且實現改善為了活化粘膠層而引入的能量的利用。

本實用新型的核心理念是提供一種涂裝材料，其設置有額外的功能層。該功能層應是粘膠層與載體層之間的分隔層，它能夠使引入到膠粘層之中的能量得到更好的利用，并且同時涂裝材料能夠在工件上提供高質量的涂層。

在本申請的意義中，“可活化”是指相應的元件(例如粘膠層)能夠憑借能量輸入而從堅固狀態轉換為更軟的狀態(例如被熔融或熔化)，其給該層分配了新的或額外的功能。在活化期間或活化之后，膠粘層例如發揮粘合作用，因此在涂裝材料施加到工件上并且該膠粘層硬化后，在涂裝材料與工件之間建立了連接。

為了進行活化，在本實用新型的范圍內特別設置了激光，當然，在其它構造方案中也可以考慮另外的能量源，例如LED、紅外線源、超聲波源、磁場源、微波源、等離子源、氣體源(Begasungsquelle)(尤其是熱空氣或熱氣體源)或者在此段中提及的多種能量源的組合。

根據本實用新型，提供了一種用來布置到優選工件的窄面上的涂裝材料，所述工件例如由木材、木制材料或復合材料構成。在此，涂裝材料包含載體層(裝飾層)及可活化的膠粘層。另外，該涂裝材料具有如下特點：至少逐段地在膠粘層與載體層之間設置至少一個功能層，或者在膠粘層之上或在膠粘層之中設置有至少一個功能層，該功能層至少部分地反射為了活化膠粘層所引入的能量。

本實用新型的基本目標是使能量(特別是光輻射或熱輻射，優選來自激光)保持極低的透射。這一目標例如可以通過相對較大的反射系數結合極小的吸收率由功能層來實現。

此外，將功能層至少逐段地設置在載體層與膠粘層之間，這是優選的，其中優選在功能層與載體層之間設置另一個可活化的層。根據這一優選實施方式，功能層例如用作保障層，并且在必要時可額外承擔質量保障功能。在此，為活化膠粘層而引入的能量至少部分地被功能層吸收，使得只有更少份額的能量被進一步傳遞到載體層，或必要時沒有能量穿透該功能層。

可選或補充地還可能的是，至少逐段地(abschnittsweise)以線狀或點狀形式在膠粘層中或膠粘層上設置額外的功能元件。

功能元件可吸收通過例如激光光束引入的能量，這在本實用新型的范圍內。

根據優選的實施方式，功能元件(或者功能層)在例如借助激光的能量激發時發出可探測的信號，特別是光學的、物理的或化學的信號。此種信號可通過傳感器檢測到，從而例如如果存在著過高的能量水平，則能夠對涂層質量產生影響并且必要時可采取措施以避免危險。

載體層可包含PVC，這在本實用新型的范圍內。

在本實用新型的范圍內，還可在膠粘層中或膠粘層上設置多個不同的功能層，因此能夠通過多個功能層來實現不同的目的。例如，功能層之一可用來阻止多余的能量進一步傳遞到載體層上，而另一功能層則設置為用來發出可探測的信號。除了涂裝材料之外，本實用新型還涉及一種用來涂裝工件的方法。在該方法的范疇內，優選能夠采用上述的涂裝材料。

優選在功能元件受到能量激發時，發出可探測的信號，特別是光學的、物理的或化學的信號，并且這些信號將通過傳感器來檢測。以這種方式能夠通過具有活化的膠粘層的涂裝材料獲得另外的信息，并且這些信息在必要時能夠用來控制機器。一旦超過一定閾值，則呈現出可探測的信號。

在測得可探測信號時，控制單元可發出警報和/或停止涂裝工藝。另外還可能的是，控制單元在檢測可探測的信號時改變、特別是降低能量的引入。在借助激光提供引入的能量的情況下，則意味著降低激光功率。

優選地，載體層、可活化的膠粘層和至少一個功能層被設計成分立的層。不過，它們也可被限定為涂裝材料的區域。例如可通過在涂裝材料的區域中添加特定的顏料或類似物來確定功能層。

附圖說明

圖1為根據本實用新型的一實施方式的涂裝材料的橫截面圖；

圖2為根據本實用新型的第二實施方式的涂裝材料的橫截面圖；

圖3為根據第三實施方式的涂裝材料的俯視圖；

圖4為根據本實用新型的第四實施方式的涂裝材料的橫截面圖；

圖5為根據本實用新型的第五實施方式的涂裝材料的俯視圖，該涂裝材料受到激光光束的照射。

具體實施方式

下面借助附圖對本實用新型的優選實施方式進行描述。在此上下文中提到的其它變型或修改可分別彼此結合，以便形成本實用新型的新實施方式。

圖1示出了根據本實用新型的涂裝材料1的第一實施方式的橫截面圖。該實施方式包含載體層(裝飾層)2以及膠粘層4。在膠粘層4與載體層2之間插入有一功能層3。該功能層3用作反射層，從而使得為進行活化而引入膠粘層4中的能量(在本實施例中是激光光束)將被反射回到膠粘層4中。

膠粘層4可借助能量源，尤其是激光來活化。在這種情形下，調整激光光束的焦點，使得在膠粘層4的寬度與深度上盡可能地實現活化。

圖1所示的實施方式中的功能層3具有阻止能量從膠粘層4開始朝向載體層2的方向進一步傳輸的任務。為此，功能層具有反射特性。這一點特別涉及以下這樣的情形，其中，調整激光光束的焦點，使得其到達載體層2的區域中。當然，功能層3額外地還被用來避免或者盡可能阻止熱量從膠粘層4傳遞到載體層。

因此，在該示出的實施方式中，功能層3還實現了針對載體層2的保護層的任務，該載體層2可以例如由PVC構成。若這樣的PVC層被激光光束的能量太強烈地激發，則可能不止載體層2會被熔融。而且還可能存在與濕氣相結合而產生鹽酸的危險。因此，功能層3吸收過多的能量，并且阻止了向載體層2進一步傳遞。

在本實施方式中，功能層3的寬度基本上相當于膠粘層4和載體層2的寬度。但是在另一改進方案中，功能層可能構造得比這些層窄，并且例如可能居中地布置在載體層上。而且還可以在載體層2上以條形設置多個功能層。

圖2中示出了本實用新型的另一實施方式，其中，在功能層3a與載體層2之間設置有額外的可活化的層5。只要引入到膠粘層4中的能量的較少份額穿過功能層3a而到達，該額外的可活化的層5可被動地受激發。在此對功能層3a進行設計使得阻止激光光束的穿透。該額外的層5可用作平衡層，在涂裝材料1施加到工件上時，其在側面排出，并可通過相應的工具取下。

根據前面描述的實施方式，尤其金屬、金屬復合物或基于碳材料的成份(諸如碳或碳纖維)適合作為用于功能層3的材料。不過，在本實用新型的范圍內也可采用多種其他適合的材料。

在前述實施方式的范疇中，已經涉及了一個或多個構造得基本相同的功能層。但在另外的變型中也可以設定，在涂裝材料上設置多個不同的功能層。通過這種方式可以實現不同目的。例如，一方面可以實現載體層的激發，并且同時監控膠粘層的充分活化。

下面結合圖3來說明本實用新型的第三實施方式。

通過在膠粘劑4之中或在膠粘劑4之上的功能層或其它信號元件7發出的可探測的信號可例如通過光學方式檢測到，例如作為發光顏色(Luminenzfarbe)借助黑光(Schwarzlicht)(特別是借助于攝像機)。可選地，可借助合適的傳感器來檢測化學物質(例如氣味)，或者可以考慮物理探測。根據另一實施方式，能夠在活化時借助攝像機或化學傳感器來檢測產生的霧氣。

若檢測到了可探測的信號，則對激光的控制進行影響。例如，如果擔心在加載激光(Laserbeaufschlagung)時會產生有害的蒸汽，則可以關閉激光以保護環境與機器。

備選地還可設定的是，如果通過檢測該可探測的信號預料到通過激光光束例如會損壞涂裝材料，則可以改變(尤其是降低)激光功率。

圖4示出了根據第四實施方式的涂裝材料1的橫截面圖，其包含載體層2及可活化的層4。在該載體層2和可活化的膠粘層4之間逐段地設置有層狀的功能層3b，該功能層沿著涂裝材料1的縱向方向(在與圖4的視圖相垂直的方向)相應于載體層2和可活化的膠粘層4而延伸，然而，在涂裝材料1的寬度方向上并未在涂裝材料1的側面露出，而是居中地布置在載體層2和可活化的膠粘層4之間。

功能層3b一方面具有反射特性。通過這種方式，正如在第一實施方式的范疇中所述的一樣，部分能量被反射回至膠粘層4中。這既可以發生在功能層3b與膠粘層4之間的邊界區，也可以發生在功能層3b與載體層之間的邊界區。

此外，功能層3b在該示出的實施方式中還是多構件膠粘劑體系(Mehrkomponenten-Haftmittelsystem)的一部分，所述多構件膠粘劑體系一方面具有可活化的膠粘層4(在本例中是PUR)，且另一方面還具有功能層3b。在其他實施方式中，還可以加入另外的構件。

功能層3b及膠粘層4可以被活化并由于其混合，使得膠粘劑處于能夠粘附的狀態。

另外，在本實用新型范圍內，可將化學的、物理的材料植入到膠粘層中，這些化學的、物理的材料可被能量源在功率相對較小的情況下激發并引起自反應(Eigenreaktion)，因而使得膠粘層獨立發生反應并且與結合對象連接。

不過，在本實用新型的另一目的中，在該實施方式的范圍內，功能層3b必須不具有反射特性。更確切地說，根據該改進方案，功能層3b完成了多構件膠粘劑體系的構件的任務，或者說，作為反應啟動器。但是，根據這一實施方式，在功能層3b與載體層2之間額外配置反射功能層。

圖5示出了根據本實用新型的第五實施方式的涂裝材料的俯視圖，涂裝材料受到激光光束L的照射。在此，涂裝材料1按序包括載體層2、功能層3c與膠粘層4。

根據本實施方式的功能層3c具有反射特性。該反射特性也能夠通過在功能層3c與可活化的膠粘層4之間的邊界區上的功能層的材料選擇而得到。

激光光束以一定的角度α進行照射，該角度α在涂裝材料1的法線與激光光束L之間得出。在本實施方式中，該角度α處在65°-75°之間，并且優選調整到70°-72°的區間內。其目的是，將盡可能高份額的激光能量引入到膠粘層4中，但同時要盡可能達到，甚至于保持一臨界角b，在該情況下，在功能層3c上被反射的激光光束在邊界區上朝著環境盡可能充分地反射回膠粘層中。

在PP(作為用于涂裝材料的膠粘層4的例子)的折射率＝1.5，且空氣的折射率＝1的情況下，全反射的臨界角b為41.8°。

因此，激光光束L進入可活化的膠粘層4中，并在功能層3c上或者在功能層3c與膠粘層4之間的邊界區上發生反射。相應的反射也發生在膠粘層4的外側(膠粘層4與環境之間的邊界區)上。激光光束L在功能層3c與膠粘層4外側之間被反射一段時間，直到該通過激光光束傳遞的能量被膠粘層4吸收為止。

通過這種方式，一方面有效利用了由激光光束L引入的能量，從而能夠降低能量損失。此外，降低了激光光束L從膠粘層4擴散出去的風險。通過這種方式可降低在涂覆機器處的操作人員的危險。

同時，通過激光光束L在功能層3c上或者在功能層3c與膠粘層4之間的邊界區上的反射，阻止了激光光束L進入載體層2。因此，通過激光光束傳遞的能量被有針對性地應用在膠粘層范圍內。

作為對前面描述的激光光線進入膠粘層的補充，可以設計得使激光光線主要是p極化激光。已經證實，帶有p極化的激光光線引入到膠粘劑中可顯著減少在膠粘劑外側面上反射的光束。

另外，除了功能層3c外，在功能層3c與載體層2之間還可再設一層，該層被設置作為隔熱層。憑借該層可阻止熱量流入載體層2中。這種設計在利用熱空氣作為活化能量源的情況下可使得能耗降低，而在熱敏性基材的情況下，則會使得質量改善。

根據本實用新型的另一目的，可以設置隔熱層替代功能層。

盡管在本實施方式的范圍內，主要是根據由激光引入膠粘層4中的能量來安排的，但本實用新型并不局限于此。實際上，除了光學反射外，還可發生熱輻射反射或一般的熱量反射。

在此，除了激光，還可以使用其它能量源，例如LED、紅外線源、超聲波源、磁場源、微波源、等離子源、氣體源(尤其是熱空氣或熱氣體源)或者在此段中提及的多種能量源的組合。

下面對帶有不同涂裝材料(邊帶)的兩個實例進行說明。

在第一實例中采用白色邊帶，該邊帶施加到工件的窄面上。在這一白色邊帶的情況中，各層，也就是載體層、功能層以及膠粘層均實施為白色，以提供一種整體的外觀。

采用激光來活化設置于邊帶上的膠粘劑(膠粘層)。在這里，大約40％的由激光光束傳遞的能量在邊帶的外部邊界區上被反射，因而有約60％的能量進入膠粘層4中。該份額的能量被用來活化膠粘層4。

在涉及本實用新型的優選實施方式的圖1中，膠粘層4與載體層2之間進一步設置有功能層。經測量表明，激光光束總能量中(如前所述，有40％進入膠粘層中)的大約10％-20％透射過層3。

第二實例涉及紅色邊帶(涂裝材料)，在該邊帶中，載體2、功能層與膠粘層4相應地具有紅色顏料。在這一實例中，激光光束的能量的17％在膠粘層4的邊界區上朝環境反射，因而有83％的能量進入膠粘層4中。在實驗中證實了，總激光能量的44％通過功能層3透射到載體層2中。