用于生产具有印刷装饰层的弹性地板覆盖物的方法与流程

本发明总体上涉及一种用于生产具有印刷装饰层的弹性地板覆盖物的方法。本发明更特别地涉及此种方法，其中将该装饰层夹在支撑层与透明的耐磨层之间之前使用特别地用可UV固化的油墨(其是UV固化的)操作的喷墨印刷机用无溶剂的油墨进行数字印刷。

背景技术：
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此种工艺描述于例如FR 3010428A1中。此文献披露了一种用于生产包括多层结构的弹性地板覆盖物的方法，该多层结构包括优选地由聚氯乙烯(PVC)和/或聚氨酯(PU)和/或聚烯烃组成的透明的耐磨层，以及由热塑性树脂、优选地聚氯乙烯(PVC)和/或聚烯烃树脂组成的支撑层。使用用无溶剂的油墨(可以通过能量供应固化的)操作的喷墨印刷机将装饰层数字印刷到该支撑层的顶表面上或该耐磨层的底表面上。然后通过能量供应、特别地通过UV辐射固化此无溶剂的油墨层。将至少一个连接层结合到该固化的无溶剂的油墨层上，该至少一个连接层由丙烯酸的或尿烷的乳液和/或丙烯酸共聚物组成。此连接层充当在该固化的无溶剂的油墨层与该耐磨层的下侧或该支撑层的上侧之间的连接。实际上，固化的无溶剂的油墨层-根据FR 3010428A1的传授内容-不与在多层弹性地板覆盖物中的优选的聚合物支撑层和/或优选的聚合物耐磨层化学上相容，使得直接将此种固化的无溶剂的油墨层层压在该弹性地板覆盖物的此类功能层之间将导致该弹性地板覆盖物的迅速层离。因此，FR 3010428A1提出了用与该固化的无溶剂的油墨层和该耐磨层(对应地该支撑层)化学上相容的连接层覆盖该支撑层(对应地该耐磨层)上的固化的装饰层，其中在该弹性地板覆盖物中该固化的装饰层被连接到该连接层上上。

本发明的通用目的是简化用无溶剂的油墨印刷的具有装饰层的弹性地板覆盖物的生产。

下面本发明的更具体的目的是实现在聚合物支撑层、透明的聚合物耐磨层与装饰层之间的持久的粘附力，该装饰层是用可UV固化的油墨印刷的并且被夹在该支撑层与该耐磨层之间，而不必须使用如在FR 3010428A1中披露的辅助连接层。

发明概述

根据本发明的第一实施例，一种用于生产印刷弹性地板覆盖物的方法包括以下步骤：提供聚合物支撑层和透明的聚合物耐磨层；用可UV固化的油墨将装饰层数字印刷到该支撑层的顶表面上和/或到该耐磨层的底表面上；UV固化该印刷装饰层；并且将该支撑层和该透明的耐磨层层压在一起，使得该印刷装饰层被夹在两者之间；其中该UV固化是用具有在345-420nm范围内的光谱发射的UV LED源进行的，使得在该固化步骤结束时，该可UV固化的油墨仍然是不完全固化的。

根据本发明的第二实施例，一种用于生产印刷弹性地板覆盖物的方法包括以下步骤：提供聚合物支撑层、透明的聚合物耐磨层和薄装饰层支撑膜；用可UV固化的油墨将装饰层数字印刷到该装饰层支撑膜上；UV固化该印刷装饰层；并且将该装饰层支撑膜层压在该支撑层与该耐磨层之间，使得它被夹在两者之间；其中该UV固化是用具有在345-420nm范围内的光谱发射的UV LED源进行的，使得在该固化步骤结束时，该可UV固化的油墨仍然是不完全固化的。

首先将理解的是，用在345nm至420nm(UV–A和UV–V区)的范围的中心波长(例如，365nm或395nm)周围的窄发射光谱的UV LED固化产生比用水银弧光灯的传统固化更均匀的该装饰层的整个厚度上的固化。“更均匀的固化”在此是指更均匀地在该装饰层的整个厚度上的交联进展。用水银灯的UV固化确实导致油墨固化的相当不均匀的进展。这主要是由于其宽得多的发射光谱，也覆盖UV–B和UV–C区。例如，当在油墨表面下面的油墨芯的固化仍然不足以保证该装饰层的所要求的内聚力时，直接暴露于UV–B和UV–C区中的UV光的油墨表面的固化已经是完全的。然而，对于用在345nm至420nm(UV–A和UV–V区)的范围内的窄发射光谱的UV LED固化，情况不是这样的。后者确实保证了该装饰层的相对均匀的固化进展并且避免了该油墨表面的早期“闭合”。

此外，因为具有在345nm至420nm(UV–A和UV–V区)的范围内的窄发射光谱的UV LED源，控制该固化的进展容易得多，即，在该装饰层中最后实现的交联度也更容易控制。

在该装饰层(即，该油墨层)中最后实现的交联度可以通过例如作用于以下参数中的一个或多个上修改：在该可UV固化的油墨上的光引发剂的类型和量；该UV LED源的发射光谱；以及辐射密度或剂量，即在每单位面积表面处到达的UV能量(焦耳/cm²)。辐射密度是辐射强度(即，在每单位面积已照射的表面处测量的UV功率(W/cm²)，该辐射强度是在UV暴露时间上的积分，UV暴露时间即是在该有待固化的单位面积的装饰层的表面被暴露于UV辐射过程中的时间。在支承该有待固化的装饰层的层/膜以速度v行进通过的连续生产线的情况下，该UV暴露时间将取决于由UV LED源照射的区的纵向延伸(在移动的方向上)以及以其该有待固化的装饰层行进通过此场的速率。

所提出的发明利用控制该可UV固化的油墨的固化进展的固化进展的此种增强的控制可能性，使得在该固化步骤结束时，该油墨仍然是不完全固化的。换言之，以这样的方式控制该油墨的UV LED固化以便实现低于用于实现持久的、抗刮伤性印刷装饰层将要求的交联度的油墨的交联度。

在此背景下，本发明人更特别地已经发现-出人意料地：

(a)随后的层压步骤将不显著地影响该仍然不完全固化的装饰层的印刷品质；

(b)尽管在该弹性地板覆盖物的耐磨层与支撑层之间的仍然不完全固化的印刷装饰层，然而可以实现在该最终弹性地板覆盖物的不同层之间的足够的剥离粘附力；并且

(c)以下事实：在该最终弹性地板覆盖物中，被夹在该支撑层与该耐磨层之间的印刷装饰层仅仅是不完全固化的，不显著地影响该最终弹性地板产品的持久性、耐磨性和印刷图像品质。

在固化过程中该装饰层中的均匀交联进展以及在闭合该油墨的表面之前该固化的过早停止允许实现该装饰层的更高柔性以及在该装饰层与该支撑层和/或该耐磨层和/或该装饰层支撑膜之间的更好粘附力，然而同时允许保证在该装饰层内部的足够的内聚力。在345nm至420nm(UV–A和UV–V区)的范围的中心波长(例如，365nm或395nm)周围的窄发射光谱使得相对容易地保证该印刷层的更“开放的”结构，该印刷层具有与其他层的良好的粘附力，然而同时具有在该装饰层内部的足够的内聚力。

此外，因为所提出的不完全UV LED固化是通过比标准UV固化并且特别是用水银灯的UV固化少得多的热产生，有利地可以将该装饰层印刷在薄且非增强的可印刷的装饰层支撑膜(在0.09mm–0.18mm范围内的膜厚度)上。然后将此装饰层支撑膜层压在该支撑层与该耐磨层之间，使得该印刷装饰层被夹在该支撑层与该透明的耐磨层之间。更优选地，将该装饰层支撑膜层压到该支撑层上并且将该耐磨层层压到该装饰层支撑膜的不完全固化的装饰层上。

本发明的进一步有利的特征是：

有利地将该装饰层支撑膜层压到该支撑层上并且将该耐磨层层压到该装饰层支撑膜的不完全固化的装饰层上。

该装饰层支撑膜有利地是增塑的PVC膜，优选地包括：10–50wt.％的填充剂材料，优选地主要是碳酸钙；和/或2–20wt.％、优选地10–20wt.％的二氧化钛，和/或2–20wt.％、优选地在10–20wt.％之间的软化聚合物，特别是PLA、PMMA或PVAC。

该装饰层支撑膜具有优选地在0.09mm–0.18mm的范围内的厚度。

数字印刷优选地是用喷墨印刷机进行的。

该支撑层有利地是增塑的PVC层，优选地包括：20–50wt.％的填充剂材料，优选地主要是碳酸钙；并且其中该支撑层优选地具有在2000–2300g/m²范围内的比重；和/或在1.0mm–1.5mm的范围内、优选地在1.1mm–1.3mm的范围内的厚度。

该耐磨层优选地是没有填充剂的增塑的PVC层，该增塑的PVC层具有优选地在400–600g/m²的范围内的比重以及优选地在0.35mm–0.8mm的范围内的厚度。

该耐磨层优选地具有小于70的K–值和/或在3PHR–30PHR的范围内的增塑剂含量；并且其中该耐磨层的融熔点/熔点优选地低于180℃、更优选地低于160℃。

优选地将该可UV固化的油墨以在5–15g/m²的范围内的比表面密度沉积到相应层或膜表面上。

在该装饰层的表面处的UV辐射的峰强度是在从1W/cm²至10W/cm²、优选地从2W/cm²至8W/cm²的范围内。

在该固化步骤之后，该固化的百分比仍然低于90％、优选地在40％至80％的范围内。

调节该装饰层每面积单位的UV剂量，以便实现导致具有足够的内部内聚力但是仍然足够开放以保证足够的与其他层的粘附力的装饰层结构的部分固化的程度。

在一种实施方式中，本发明提供了一种用于生产印刷弹性地板覆盖物的方法，该方法包括：

提供聚合物支撑层和透明的聚合物耐磨层；

用可UV固化的油墨将装饰层数字印刷到该支撑层的顶表面上或者该耐磨层的底表面上；

UV固化该印刷装饰层；

将该支撑层和该透明的耐磨层层压在一起，使得该印刷装饰层被夹在该支撑层与该透明的耐磨层之间；

其中该UV固化是用具有在345-420nm范围内的光谱发射的UV LED源进行的，使得在该固化步骤结束时，该可UV固化的油墨仍然是不完全固化的。

在一种实施方式中，一种用于生产印刷弹性地板覆盖物的方法，该方法包括：

提供聚合物支撑层、透明的聚合物耐磨层和薄装饰层支撑膜；

用可UV固化的油墨将装饰层数字印刷到该装饰层支撑膜上；

将该印刷装饰层UV固化在该装饰层支撑膜上；

将该支撑层、该装饰层支撑膜和该透明的耐磨层层压在一起，使得该具有印刷装饰层的装饰层支撑膜被夹在该支撑层与该透明的耐磨层之间；

其中该印刷装饰层的UV固化是用具有在345-420nm范围内的光谱发射的UV LED源进行的，使得在该固化步骤结束时，该可UV固化的油墨仍然是不完全固化的。

在一个实施方案中，将该装饰层支撑膜层压到该支撑层上并且将该耐磨层层压到该装饰层支撑膜的不完全固化的装饰层上。

在一个实施方案中，该装饰层支撑膜是增塑的PVC膜，优选地包括：

10–50wt.％的填充剂材料，优选地主要是碳酸钙；和/或

2–20wt.％、优选地10–20wt.％的二氧化钛，和/或

2–20wt.％、优选地在10–20wt.％之间的软化聚合物，特别是PLA、PMMA或PVAC。

在一个实施方案中，其中该装饰层支撑膜具有在0.09mm–0.18mm的范围内的厚度。

在一个实施方案中，数字印刷是用喷墨印刷机进行的。

在一个实施方案中，其中该支撑层是增塑的PVC层，优选地包括：

20–50wt.％的填充剂材料，优选地主要是碳酸钙；并且

其中该支撑层优选地具有在2000–2300g/m²范围内的比重；和/或

在1.0mm–1.5mm的范围内、优选地在1.1mm–1.3mm的范围内的厚度。

在一个实施方案中，该耐磨层是没有填充剂的增塑的PVC层，该增塑的PVC层具有优选地在400–600g/m²的范围内的比重以及优选地在0.35mm–0.8mm的范围内的厚度。

在一个实施方案中，该耐磨层具有小于70的K–值和/或在3PHR–30PHR的范围内的增塑剂含量；并且其中该耐磨层的融熔点/熔点优选地低于180℃、更优选地低于160℃。

在一个实施方案中，在数字印刷过程中，将该可UV固化的油墨以在5–15g/m²的范围内的比表面密度沉积到相应层或膜表面上。

在一个实施方案中，在该装饰层的表面处的UV辐射的峰强度是在从1W/cm²至10W/cm²、优选地从2W/cm²至8W/cm²的范围内。

在一个实施方案中，在该固化步骤之后，固化的百分比仍然低于90％、优选地在40％至80％的范围内。

在一个实施方案中，调节该装饰层每面积单位的UV剂量，以便实现导致具有足够的内部内聚力但是仍然足够开放以保证足够的与其他层的粘附力的装饰层结构的部分固化的程度。

附图简要说明：

关于本发明的实施例的以下说明并且参考附图后将更好地理解本发明的前面描述和其他的特征、方面和优点，其中：

图1A-1D：是展示所提出的用于生产具有印刷装饰层的弹性地板覆盖物的方法的第一实施例的连续步骤的不同层或一个层的组件的截面示意图；

图2A-2D：是展示所提出的用于生产具有印刷装饰层的弹性地板覆盖物的方法的第二实施例的连续步骤的不同层或一个层的组件的截面示意图；并且

图3A-3D：是展示所提出的用于生产具有印刷装饰层的弹性地板覆盖物的方法的第三实施例的连续步骤的不同层或一个层的组件的截面示意图。

本发明的不同实施方式的详细说明

将理解的是，出于说明目的，以下说明和其参考的附图通过举例描述了所提出的发明的若干实施例。优选实施例的此说明不应限制所要求保护的主题的范围、性质或精神。

图1A-1D展示了所提出的用于生产具有印刷装饰层的弹性地板覆盖物的方法的第一实施例。

首先，提供了聚合物支撑层10(图1A)。典型的支撑层例如是增塑的PVC片材(或聚烯烃片材)，其具有在1至2mm的范围内、优选地在1.1至1.5mm的范围内、并且更优选地在1.1至1.3mm的范围内的厚度，包含例如20％至50％的填充剂材料(主要是碳酸钙)，并且具有在1500至3000g/m²的范围内、优选地在2000至2300g/m²的范围内的比重。聚合物支撑层10可以是玻璃纤维强化的。

如在图1B中展示的，将装饰层12印刷在支撑层10的顶表面14上。在印刷在这个顶表面14上之前，后者可以有利地提供有涂层，例如像水基丙烯酸涂层，该涂层包含丙烯酸基聚合物和/或二氧化硅和/或二氧化钛和/或其他添加剂。用数字印刷机(工业喷墨印刷机)、使用可UV固化的油墨、优选地对于在345–420nm范围内的UV光谱优化的具有光引发剂的油墨进行印刷。适合的可UV固化的油墨例如是从AGFA，柯林斯油墨，3M公司，Hymmen(AGFA,Collins Inks,3M,Hymmen)或其他公司可获得的。该流体油墨具有优选地在1至1.6范围内的相对密度。优选地将油墨以在5至15g/m²的范围内的比表面密度的沉积，导致在固化后10至25μm的施加厚度。

如在图1C中展示的，其后用具有在345–420nm的范围内的中心波长周围的窄发射光谱的UV LED源16固化印刷装饰层12。适合的LED源例如是具有365、385、395或405nm的中心波长的LED，优选地是在1W/cm²至10W/cm²的范围内。确定UV暴露时间，以便实现导致具有足够的内部内聚力但是仍然足够开放以保证足够的与其他层的粘附力的装饰层结构的部分固化的程度。在支承该有待固化的装饰层的层/膜以速度v行进通过的连续生产线的情况下，该UV暴露时间将通过由UV LED源照射的区的纵向延伸(在移动的方向上)以及其有待固化的装饰层12行进通过此场的速率确定。

应注意的是该油墨的固化的最终程度由许多参数影响，例如：

-该油墨的化学组成；

-光引发剂的类型和量；

-该油墨中的颜料的类型和量；

-该油墨表面处的UV辐射的反射率；

-该油墨层的厚度；…

-该UV波长(nm)；

-该UV强度(W/cm²)；以及

-该UV剂量(焦耳/cm²)。

总体上，对于给定的油墨组合物和光引发剂、给定的装饰层布局和给定的UV波长(nm)，确定用于实现该装饰层的完全固化所要求的最小UV剂量。其后减小这个UV剂量，以便实现导致具有足够的内部内聚力但是仍然足够开放以保证足够的与其他层的粘附力的装饰层结构的部分固化的程度。该UV剂量的减小可以例如通过以下方式实现：减小UV LED源16的UV强度(W/cm²)(例如，通过使后者变暗或使用滤光片)和/或增加在UV LED源16与装饰层12之间的距离和/或减小该UV暴露时间。在连续生产线的情况下，减小该UV暴露时间可以例如通过以下方式实现：增加有待固化的装饰层12行进通过该UV辐射场的速率v和/或减小由UV LED源16照射的区的纵向延伸L(在移动的方向上)。

在该固化步骤结束时该油墨的固化度可以间接地例如通过使用在装饰层12上的表面硬度测试(肖氏测试)或十字割痕测试确定。在该十字割痕测试中，通过该油墨层到该支撑层制成十字割痕图案。将压敏胶粘带施加在该十字割痕切口上。胶带通过将其背过其本身接近180°的角迅速地拉脱而去除。通常在0至5标度上评估粘附力。被分离的油墨越多，该标度的值越高并且该油墨的固化越不完全。参考表用于评价该测试的结果。

该油墨的固化的百分比还可以例如通过傅里叶变换红外光谱学(FT–IR)直接确定。此测试是基于通过化学键的红外辐射吸收。每个键类型在给定波数处具有独特的响应，其中该峰的高度表示键的数目。因为在固化过程中形成聚合物链，所以该峰减小并且最后消失。此FT–IR测试允许交联进展的测量(即，作为时间函数所实现的交联的百分比)。

依然注意的是印刷和UV固化有利地在氮气气氛下发生。此氮气气氛还进一步通过防止在该装饰层的表面处的氧抑制改进在装饰层12中的固化的均匀进展。

如在图1D中展示的，在完成该不完全的UV固化之后，将透明的耐磨层18层压到支承仍然不完全固化的印刷装饰层16的支撑层10上，使得该印刷装饰层被夹在支撑层10与透明的耐磨层18之间。

适合的耐磨层18是例如增塑PVC膜(或聚烯烃膜)，其基本上不包含填充剂材料，具有在0.2mm至1.0mm的范围内、优选地在0.35mm至0.8mm的范围内的厚度，以及在300至800g/m²的范围内、优选地在400至600g/m²的范围内的重量。此耐磨层18有利地具有相对低的K–值，即优选地在56至61的范围内的K–值，以及相对高的增塑剂含量，即在5PHR–21PHR的范围内的增塑剂含量。适合的增塑剂是例如DINCH、DOTP或DINP。在该PVC中的相对低的K–值以及相对高的增塑剂含量保证耐磨层18的较低的融熔点/熔点。优选地，耐磨层18的融熔点/熔点应该在120℃至180℃的范围内。确实，在层压过程中能够容易达到耐磨层18的融熔点改进了在耐磨层18与仍然不完全固化的印刷装饰层12之间的粘附力。

可以使用或者点压力或时间压力层压工艺。当使用点压力工艺时，将支撑层10和/或耐磨层12或者通过与加热的表面接触(例如通过与加热的滚筒表面接触)或者通过辐射加热(如例如IR加热)加热一直到层压温度。其后，将支撑层10和耐磨层12在单触点(例如，在两个压辊之间)压制在一起，其中仍然不完全固化的装饰层12被夹在支撑层10与耐磨层12之间。为了增强粘附力，可以使用串联的多个压辊。当使用时间压力工艺时，将应该被层压在一起的所有层引入至等压设备(例如，静态短周期压力机或连续带压力机，如例如AUMA压力机)内。在压力施加过程中，通过与加热的表面(如例如，加热的板或加热的滚筒)接触从夹层一侧或者从两侧加热此材料夹层。在它们被引入至压力产生设备中的之前，可以预热支撑层10和/或耐磨层12。总体上，在等压设备如AUMA压力机中的层压将是优选的。

通过三个参数：温度、时间和压力调节层压。温度起最重要的作用。如果未达到最小温度，这些层的粘附力将是零。关于粘附力，压力仅起次要作用。较小的压力导致较小的粘附力，但是甚至低至1巴的压力可已经导致足够的粘附力，然而10巴的压力目前没有将粘附力改进10的因子。由于这些层的热惯性，该时间参数具有对在该装饰层与该耐磨层之间的界面处实现的温度的强影响，由此该时间参数也具有对层压结果的强影响。

确定在不同层10、12、18之间的粘附力的测试例如是根据DIN EN 431在层压的产品样品(包括支撑层10、装饰层12和耐磨层18)上进行的剥离强度粘附力测试。

图2A-2D展示了所提出的用于生产具有印刷装饰层的弹性地板覆盖物的方法的第二实施例。根据此第二实施例，首先提供了透明的耐磨层18’(参见图2A)，其具有顶表面20’和底表面22’。如在图2B中展示的，将装饰层12’印刷在透明的耐磨层18’的底表面22’上。如在图2C中展示的，其后用UV-LED源16不完全固化印刷装饰层12。如在图2D中展示的，将支承仍然不完全固化的装饰层12’的透明的耐磨层18’层压到支撑层10’上，使得不完全固化的装饰层12’被夹在支撑层10与透明的耐磨层18之间。对于关于支撑层10’、耐磨层18’、装饰层12’、该印刷工艺、这些可UV固化的油墨、该不完全UV LED固化、这些不同层的层压以及这些有待进行的测试的另外细节，人们应参考上文中提供的所提出方法的第一实施例的说明。

在所提出的第二方法的替代实施例中，将第一装饰层印刷在该支撑层的顶表面上并且将第二装饰层印刷在该透明的耐磨层的底表面上。然后如上文中描述的不完全固化两个装饰层。其后，将该支撑层和该耐磨层层压在一起，其中将该第一装饰层和该第二装饰层(两者是仍然不完全固化的)抵靠彼此压制。在此实施例中，该第一装饰层和该第二装饰层合作以形成通过该透明的耐磨层可见的最终设计。

图3A-3D展示了所提出的用于生产具有印刷装饰层的弹性地板覆盖物的方法的第三实施例。根据此方法，首先提供了薄装饰层支撑膜24”(在0.09mm–0.18mm范围内的厚度)。此装饰层支撑膜优选地是增塑的PVC膜，包括：10–50wt.％的填充剂材料，优选地主要是碳酸钙；和/或2–20wt.％、优选地10–20wt.％的二氧化钛，和/或2–20wt.％、优选地在10–20wt.％之间的软化聚合物，特别是PLA、PMMA或PVAC。它优选地具有最小92(L-值)的白度以及在95至99范围内的不透明度。如在图3B中展示的，将装饰层12”印刷在装饰层支撑膜24”的顶表面26”上。如在图3C中展示的，然后用UV-LED源16不完全固化印刷装饰层12。如在图3D中展示的，其后将支承仍然不完全固化的装饰层12”的装饰层支撑膜24”层压在支撑层10”与耐磨层18”之间，其中将透明的耐磨层18’直接层压到装饰层12”上。对于关于支撑层10”、耐磨层18”、装饰层12”、该印刷工艺、这些可UV固化的油墨、该不完全UV LED固化、这些不同层的层压以及这些有待进行的测试的另外细节，人们应参考上文中提供的所提出方法的第一实施例的说明。

在所提出的第三方法的替代实施例中，将第一装饰层印刷在该装饰层支撑膜的顶表面上并且将第二装饰层印刷在该透明的耐磨层的底表面上。然后如上文中描述的不完全固化两个装饰层。其后，将该支撑层、该装饰层支撑膜和该耐磨层层压在一起，其中将该第一装饰层和该第二装饰层(两者是仍然不完全固化的)抵靠彼此压制。在此实施例中，该第一装饰层和该第二装饰层合作以形成通过该透明的耐磨层可见的最终设计。

附图中使用的参考号清单

10，10’，10” 支撑层

12，12’，12” 装饰层

14，14’，14” 10的顶表面

16 UV LED源

18，18’，18” 透明的耐磨层

20，20’，20” 18的顶表面

22，22’，22” 18的底表面

24” 装饰层支撑膜

26” 24的顶表面