形成装饰性耐磨层的方法

文档序号:9871980阅读:527来源:国知局
形成装饰性耐磨层的方法
【技术领域】
[0001] 本公开大体上涉及用于建筑板,如地板和墙板的数字创建装饰表面的领域。本公 开涉及形成印刷层的方法和包含这样的印刷层的半成品和板。
[0002] 应用领域
[0003] 本发明的实施方案特别适用于由包含芯、装饰层和优选在该装饰层上的透明耐磨 结构化层的地板板材形成的地板。优选实施方案是层压地板和塑料基LVT地板。下列技术、 已知技术的问题和本发明的目的和特征的描述因此,作为非限制性实例,尤其针对这一应 用领域,特别针对具有弹性覆盖层的地板。
[0004] 应该强调,本发明的实施方案可用于在任何表面上制造数字图像,但平板,例如笼 统而言建筑板、墙板、天花板、家具部件和通常具有带有高级装饰图案的大表面的类似产品 是优选的。本发明的基本原理可用于在致密表面,如塑料或金属箱和聚合物浸渍或涂布纸 或箱上施加数字印花。
[0005] 罝量
[0006] ^描述用于描述背景和可能包含本发明的公开中的优选实施方案的特定部分 的广品、材料和制造方法。
[0007] 绝大多数层压地板根据通常被称作直接压贴(Direct Pressed Laminate) (DPL) 的制造方法制造。这样的层压地板具有由6-12毫米纤维板构成的芯、0.2毫米厚的由层压材 料构成的上装饰覆盖层和0.1-0.2毫米厚的由层压材料、塑料、纸或类似材料构成的下平衡 层。
[0008] 层压地板的覆盖层的特征在于通常用彼此叠加的两个分开的纸层获得装饰和耐 磨性质。装饰层通常是印刷纸,耐磨层是包含小氧化铝粒子的透明贴面纸。
[0009] 该印刷装饰纸和该贴面纸被三聚氰胺甲醛树脂(通常被称作密胺树脂)浸渍。该浸 渍基于两步法,其中该纸在第一步骤中经过液体密胺树脂浴,在第二步骤中干燥成完全被 干燥密胺树脂浸渍和覆盖的片材。在浸渍前具有60-80gr/m2的重量的装饰纸包含通常大约 50重量%的三聚氰胺甲醛热固性树脂。贴面纸中的树脂含量甚至可以更高。在压制过程中 与装饰纸接触的贴面纸的一面上施加氧化铝粒子并在浸渍过程中并入树脂层中。在大的不 连续或连续层压机中将这些浸渍纸层压到HDF芯上,在此树脂在高热(大约170°C)和压力 (40-60巴)下固化且这些纸层压到芯材上。压花压板或steal belt形成表面结构。
[0010] 数字印刷可用于在装饰纸张上或在贴面纸上印刷图像。通常在浸渍前进行数字印 刷并且无法完全利用数字技术提供的灵活性。如果可以在浸渍后并在浸渍纸上进行数字印 刷或如果可以避免浸渍,则是有利的。直接在三聚氰胺浸渍纸上印刷是困难的,因为施加在 三聚氰胺层上的墨滴在印刷过程中并尤其在干燥三聚氰胺层在压制操作过程中变成液体 并浮起时渗开。
[0011]层压地板也可能具有涂覆纸、箱或塑料箱的表面,且此类箱材料难以数字印刷。使 用通常为聚氨酯清漆的保护性耐磨透明层覆盖印刷装饰。
[0012]通常被称作LVT地板的豪华塑料瓷砖(Luxury Vinyl Tile)被设计为由与增塑剂 混合的热塑性PVC制成的层状产品。名称LVT有点误导,因为大部分LVT地板具有带有木材图 案的板材尺寸。
[0013] 使用基于压延机辑乳(calendar rolling)或挤出的热成型形成PVC层。在压延机 辊乳过程中,将PVC材料加热至其软化温度并暴露在辊筒之间的压力下,并冷却。
[0014]基层或芯主要由与白垩和/或石灰石填料混合的PVC制成并在上侧具有优质印刷 装饰PVC箱。通常在该装饰箱上施加具有0.2-0.6毫米厚度的乙烯树脂透明耐磨层。当加热 PVC时,其变得像糊一样软并在热和压力下粘合到其它PVC材料上以及在冷却至室温时粘合 到有机和无机纤维或矿物上。基层、装饰箱和透明层在连续或不连续压机操作中在热和压 力下熔接或层压在一起。该层压板在压制后退火以除去应力和实现提高的尺寸稳定性。压 延机辊乳、压制和退火通常在120°C-160°C的温度下进行。退火可以与在大约25°C-30°C下 老化几天相结合。
[0015] 用覆盖芯的深色并为轮转凹版印刷工艺(其中使用结合到PVC表面上的特殊溶剂 基墨水)提供底色的白色装饰箱获得装饰效果。这样的墨水难以与环保、灵活和成本有效的 印刷法结合,尤其是在使用数字印刷法时。
[0016] LVT地板与例如层压地板相比提供若干优点,如深压花、挠性、与湿度相关的尺寸 稳定性、防潮性和较低噪音。LVT地板的数字印刷仅在实验阶段,因为难以在塑料箱上印刷, 但如果引进,会提供优于传统印刷技术的重大优势。
[0017] 概括而言,可以提到,主要由于墨水的高成本和工业印刷机的高投资成本以及由 于难以在此类地板用途中所用的特定表面材料上施加数字印花的事实,仅数字印刷少量地 板,尤其是乙烯基地板和层压地板。
[0018] 一些术语的定义
[0019]在下文中,安装好的地板的可见表面被称作"正面",而面向底层地板(sub floor) 的该地板的相反面被称作"背面"。
[0020] "上"是指朝向正面,"下"是指朝向背面。"垂直"是指垂直于表面,"水平"是指平行 于表面。
[0021] "粘合剂"是指接合或有助于接合两个粒子或材料的物质。粘合剂可以是液体、粉 末基、热固性或热塑性树脂和类似物。粘合剂可以由在互相接触时反应的两种组分,例如水 和干燥二聚氰胺构成。
[0022] "数字印刷"是指用于以预定图案安置着色剂的流体滴的数控喷射到表面上。
[0023] 已知技术及其问题
[0024] 下面描述工业上用于提供数字印花的常见技术。这些方法可以部分或完全与根据 本公开制造数字印花的优选实施方案以各种组合使用。
[0025] 高清晰度数字喷墨印刷机使用非击打式印刷法。该印刷机具有印刷头,其以非常 精确的方式将墨滴从印刷头"发射"到表面。
[0026] 工业印刷机通常基于单程印刷(Single Pass Printing)法,其使用固定印刷头, 宽度与印刷介质的宽度对应。印刷表面在印刷头下方移动。此类印刷机具有高容量并配有 在进给方向上一个接一个排列的固定印刷头。一般而言,各印刷头印刷一种颜色。此类印刷 机可以为各用途定制。
[0027]必须使用合适的印刷头以获得高印刷质量和速度。印刷头具有几个小喷嘴,它们 可以以受控方式以栅格图样发射和施加墨滴。
[0028]通常被称作喷泡印刷(bubble jet printing)的热印刷头技术使用具有一系列各 含加热器的微室的印刷墨盒。为了从各室中喷射微滴,使电流脉冲经过加热元件以使该室 中的墨水快速汽化以形成气泡,这造成大幅增压,以经喷嘴并向要印刷的表面推出墨滴。 [0029]热技术的限制在于由于喷射过程基于热,该墨水必须耐热,通常高达300°C。这使 得极难制造颜料基多色热印刷头。
[0030] 大多数商业和工业喷墨印刷机使用压电印刷头技术,这是地板工业中使用的主要 技术。各喷嘴后方的墨水填充室中的压电晶体材料(通常被称作Piezo)代替加热元件使用。 当施加电压时,该压电材料变形,这生成迫使墨滴从喷嘴中射出的流体压力脉冲。与热喷墨 相比,压电喷墨允许更多种多样的墨水和更尚的粘度。
[0031] 可以使用许多不同的墨水类型。主要组分是提供颜色的着色剂、将着色剂粘合到 要印刷的表面上的粘合剂和用非接触施加法将着色剂和粘合剂在明确划分的小滴中从印 刷头转移到表面上的液体载体。该着色剂是染料或颜料或两者的组合。该载体流体可以是 水基或溶剂基的。该载体流体在表面上蒸发并留下着色剂。可UV固化墨水类似于溶剂基墨 水,但载体流体在暴露在强紫外线下时固化。
[0032] 颜料是悬浮或分散在液体载体各处的固体着色剂粒子的极细粉末。颜料基墨水通 常通过使用彩色颜料和几种化学品单独混合在一起。
[0033] 与染料基墨水相比,颜料墨水通常更光稳定,尤其在暴露在紫外线下时,并且更耐 褪色。它们因此用于几乎所有地板用途。包含彩色颜料的水基数字墨水尤其适用于地板用 途并可提供在许多不同材料中的优质印刷方法,只要该材料具有允许液体部分渗入该表面 上部的表面结构。
[0034] 通常颜料不粘着到光滑表面上。它们类似于砂粒并容易从大多数干燥光滑表面上 脱除。因此通常将水基载体流体与少量的几种其它添加剂混合以提供特殊的墨水和印刷性 质,如提供颜料与表面的粘附力的粘合剂、点扩大(dot gain)、pH水平、墨滴形成、印刷头的 腐蚀、耐褪色等。在墨水组合物中掺入充当粘合剂的树脂限制了颜料的可能量,因为这两种 组分都提尚墨水粘性。
[0035] 使用包含彩色颜料的水基墨水的数字印刷是可以在例如纸基底上以及在几种粉 末基材料中提供优质印刷的非常灵活环保的方法。其在使用特殊材料,如热塑性材料或三 聚氰胺浸渍纸作为装饰品的基底的一些地板用途中无法充分利用。墨滴在击中不能吸收液 体水基墨滴的致密表面时浮起并渗开。如果可以用水基墨水在这样的紧实致密表面上形成 数字图像,会是重大优势。
[0036] 使用几种方法改进施加在光滑表面上的数字印花的印刷性质。此类方法包含特殊 墨水和各种类型的涂料。
[0037] WO 2009/097986描述了通过用开放纤维涂布基于纤维的纸以改进印刷质量和促 进印刷步骤后的浸渍来制造特殊印刷纸的方法。当在例如三聚氰胺浸渍纸(其中所有纤维 被三聚氰胺层覆盖)上印刷时,无法使用这种方法。
[0038] WO 2001053387描述了在PVC地砖基底上形成印花的转印法。该方法涉及在层压 nip将最初在纸辊上的印刷设计的墨水转印到地砖基底上。随后在层压后立即用退卷操作 除去纸。没有描述墨水和纸类型或该印花可以是数字印花,且该方法没有给出如何获得数 字印花或转印到热塑性材料上的指导。
[0039] US 20110180202描述了可以将数字形成的图像,如升华染料热转印到乙烯基地板 材料上。在160°C-210°C的温度下进行热活化并且这高于LVT地板中所用的PVC材料的正常 软化温度。因此需要该地板材料的增强的热-机械性质以抑制由热暴露造成的收缩。这是主 要缺点并且在包含传统PVC材料的LVT地板中无法使用该印刷方法。
[0040] 所谓的干浸渍是已知的并已长期应用。在未浸渍的装饰纸下方施加浸渍芯
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