專利名稱：直接印刷輕質板的制作方法
技術領域：
本發明涉及直接印刷輕質板，特別是用于制造地板、天花板或墻壁覆蓋物的輕質 板以及用于制造這種板的方法。
背景技術：
在現有技術中，已知多種不同類型的板用于制造地板、天花板或墻壁覆蓋物。最流 行的板是木板或具有實木外觀的板。由于由實心實木制成的板非常昂貴且難以安裝，因此 (例如)開發了飾面板或膠合板(veneer)覆蓋物。飾面板為薄板，通常0. 3至0. 8mm，其由 膠合至較便宜的基材的高品質木材制成。由此實現期望的木質外觀，而不需要使用貴的實 木厚板材。此外，用于地板覆層的層壓條板是熟知的。與飾面板相比，層壓條板(laminate panel)相對便宜。通常，層壓條板包括MDF或HDF的基板或承載板，印刷有裝飾的紙粘結 到其頂面上。通常，附加地，這種裝飾紙覆蓋有所謂的涂層紙，所有的這些紙設置有三聚氰 胺甲醛樹脂，其在應用高壓和高溫的條件下固化。用于層壓地板的相關規范DIN EN 13329 和DINEN 14041列出了對承載板的若干物理上的最小要求，如800kg/m3的最小密度和大于 1. ON/mm2的剝離強度(Abhebefestigkeit (德文))。因此，僅品質相對高的MDF或HDF承 載板可以用于層壓地板，這增加了層壓地板的成本。在另一種技術中，開發了用于制造地板的裝飾板，從而省略層壓條板的裝飾紙，并 且其中替代地，直接將裝飾印刷在承載板的表面上(所謂的直接印刷板或直接印刷地板)。 在共有的WO 2007/042258A1中描述了這種現有技術的一個例子。在該文獻中，建議在第一 加工步驟中磨光HDF板的表面，隨后將作為附著力促進劑的底漆涂敷在磨光的表面上。在 底漆干燥之后，在該表面上提供底色，該底色再次干燥，隨后變成彩色，以提供某種底色。在 這種彩色底層上，使用印刷機印刷裝飾圖案。在最后的步驟中，涂敷可固化樹脂的保護涂 層，以提供具有磨損樹脂表面的產品。用來制造直接印刷板的HDF板同樣用于制造層壓條 板的產品，即，具有約800kg/m3的密度的板。在同樣共有的WO 2008/061791A1中描述了層壓和直接印刷板的另一種改進，這 里通過引用將WO 2008/061791A1的全部內容并入。在該文獻中，建議涂敷固化后具有硬度 梯度的聚合物涂層，使得從這種涂敷板的表面觀看，聚合物層的硬度隨深度的增加而減小， 換句話說，在該文獻中，建議提供聚合物層，使得最大硬度優選在其外表面處，并且最小硬 度靠近涂層和該板表面之間的界面，硬度在這兩個極限之間為遞減過程。而且，在該現有技 術文獻中描述的技術要求使用滿足規范DIN EN 133 和DINEN 14041的MDF板，S卩，例如 具有約800kg pro m3的密度，這使得這些板相對貴。本發明的目標是提供板，特別是地板，其降低或最小化上述問題和不足，且特別地 提供一種板，其光學外觀等效于高品質的層壓條板，并且同時其制造較容易，成本效率更 高，且其要求便宜的基材的同時，機械性能足夠使用，例如用作地板材料。本發明的另一個 目標是提供這樣一種板，其提供對實木裝飾或石材(瓷磚)裝飾的特別真實的模仿。
通過閱讀下面的描述變得清楚的這些和其它目標由根據權利要求1和15的直接 印刷輕質板以及根據權利要求13的用于制造這種板的方法解決。
發明內容
根據本發明，提供了一種直接印刷輕質板，其特別適合用作為地板，且其包括由具 有< 750kg/m3的密度的MDF (中密度纖維板)或LDF (低密度纖維板)的承載板。術語“直 接印刷”在此用來將本發明的產品與傳統的層壓條板區分開，即與設置有分離的裝飾紙的 板區分開。關于這一點，術語“直接”不包括在承載板表面和裝飾層油墨之間提供例如作為 某種化學底漆或類似物(如在上述WO 2007/042258A1中描述的)的其它工藝層，且將僅僅 表示印刷是施加到板本身上，且不施加至隨后粘結至該板的分離的裝飾紙上。在將裝飾直 接地印刷在承載板上(即，最終具有粘結底漆和首先涂敷到該板上的薄底涂層)之后，涂敷 透明保護涂層。可以使用數字印刷設備或所謂的涂漆機(如它們例如從德國的Bielefeld 市的Hymmen GmbH公司可購買到)印刷裝飾。透明保護涂層例如可以基于丙烯酸鹽系，且最 優選地通過輻射是可固化。透明保護涂層的涂敷優選如在共有的WO 2008/061791中描述 的那樣進行。申請人驚奇地發現，當通過印刷到承載板上(分別印刷到附加的底漆或薄底 涂層或類似物上)而直接施加裝飾層時，迄今為止所認為的關于承載板的最小密度的要求 是不必要的。采用本發明，現在可以采用具有密度< 750kg/m3，更優選< 730kg/m3，仍更優 選< 700kg/m3，甚至更優選< 680kg/m3且最優選< 650kg/m3的輕質MDF或LDF承載板。本 領域技術人員將會認識到，與目前所使用的800kg/m3或更高(如在相關規范DIN EN 13329 和DIN EN 14041中要求的那樣)的MDF承載板相比，采用這種輕質承載板可以明顯地降低 板的成本。在本發明的最優選的形式中，輕質承載板的表面結構和/或光學特性是至少部分 可見的，且因此結合或并入到裝飾層的設計中。迄今為止，當制造直接印刷裝飾板時，如在 上述現有技術中描述的，認為需要首先使將要在其上進行印刷的表面平滑或變平，隨后在 其上涂底漆，即采用某種密封液體密封該表面，隨后涂敷完全覆蓋承載板的表面的合適的 底涂層。這樣作的原因在于，采用標準密度的MDF承載板，這種板的表面特性和結構被認為 是不適合作為裝飾表面。申請人驚奇地發現，由于輕質MDF承載板的不同成分，其表面結 構和/或其典型的特性非常適合結合到用于這種板的多種表面設計中，且特別適合對實木 圖案的實際模仿和石料或陶瓷瓷磚的模仿。這是令人驚奇的，因為這種承載板的未處理的 表面不是令人特別滿意，且實際上與實木裝飾或與真實的石料或陶瓷裝飾沒有任何關系。 然而，通過根據本發明的以使得所述結構和特性保持可見的方式涂敷裝飾層和透明保護涂 層，最終的效果為特別逼真的設計。輕質承載板的仍然可見的結構和特性增加了某種缺點 和雜質給所述設計，這導致與完美的印刷裝飾相比，產生更真實和自然的外觀(這是目前 現有技術的一直的目標)。這是特別令人驚奇的，因為僅使用輕質MDF或LDF承載板實現可 以這種效果。可以相信，這主要是由于用在這種承載板的制造中的木材的不同平均尺寸和 輕質承載板的與用于直接印刷的標準密度MDF板相比的不同的吸收特性。輕質MDF或LDF 承載板傾向于具有更強烈的趨勢來吸收施加到它們之上的液體，例如用于裝飾層的印刷油 墨。換句話說，輕質MDF或LDF承載板具有與吸墨水紙類似或至少優于標準MDF板的特性。 在印刷之前在MDF板的表面上涂敷相對厚且完全覆蓋的底涂層的一個原因是該板的這種不期望的吸收行為。申請人現在驚奇地發現，甚至具有更高吸收趨向的輕質MDF或LDF承 載板實際上也適合提供具有更真實的外觀的印刷裝飾。再一次，看來是由于油墨在承載板 表面中的部分吸收出現的缺陷產生裝飾的更自然和真實外觀，特別是在實木模仿和石料、 陶瓷模仿方面。如上所述，雖然優選，但并不嚴格地需要在輕質承載板的未處理表面上直接施加 印刷。根據本發明，還可行的是，例如在承載板的表面上涂敷粘結增進底漆，以改善印刷的 裝飾層的粘附性和/或質量。這種粘結增進底漆例如從德國的Treffert GmbH & Co. KG公 司(Bingen，55411)購買到。大多數粘結增進底漆是基于丙烯酸鹽系，且以僅數克每平方米 (m2)的量，例如約5-10g/m2的量施加到水溶液中。所使用的底漆優選為完全透明的，且不 掩蓋承載板表面的任何表面結構和/或光學特性。還可行的是，涂敷非常薄的底涂層，只要 該底涂層不太厚或不透明以至于基本掩蓋承載板的表面外觀，但是這不是優選的。在所有的本發明的實施方式中，優選的是，所涂敷的透明保護涂層為聚合物涂層， 其經由輻射是可固化的。最優選地，透明保護涂層涂敷為具有硬度梯度，以便從涂層的表面 觀看時，聚合物涂層的硬度基本上隨著深度的增加連續降低。這可以通過下述方式實現，即 在第一步驟中，在輕質承載板的表面上涂敷第一液體涂層裝置，在仍然為濕的第一涂層裝 置上涂敷第二液體涂層裝置，以便液體層根據液體的物理性質彼此一定程度地滲透。這種 操作的結果是，兩種液體都具有濃度梯度(即，僅在第開始的數秒或分鐘中，因為如果等待 足夠長的時間，兩種液體都將或多或或少地完全混合)，其中在整個層的外部區域中，原始 單層的各自的液體是占優勢的。當兩種液體例如通過UV輻射而聚合時，這種濃度梯度可以 被“凍結(frozen)”，使得兩層硬化，并且它們的任何混合在物理上被停止。由于這種過程 的細節在共有的WO 2008/061791中描述了，通過引用將W02008/061791的內容全部結合于 此，避免重復在此重復該制造過程的細節。在任何情況中，應當注意到，應用這種具有表面 硬度梯度的透明保護涂層在要求具有相對低密度的輕質MDF或LDF承載板的本發明是特別 有利的，其相對于用于層壓地板的標準MDF板輕質MDF或LDF承載板更加得益于使用這種 改進的保護涂層，該層壓地板本身非常堅固和耐用。在本發明的另一個優選方面中，輕質MDF或LDF承載板包括明顯低于用于層壓條 板的標準MDF的剝離強度(德語^Abhebefestigkeit”)。換句話說，優選的是，當根據DIN EN 133 測量時，用在本發明中的承載板的剝離強度< 100N/mm2，優選彡95N/mm2，且最優 選<85N/mm2。根據層壓條板的標準，用于這種板的MDF承載板的剝離強度必須高于1. ON/ mm2。然而，申請人發現，采用輕質承載板，不僅可以使用較低的剝離強度，而且產生改進的 裝飾層，這完全是由于在制造具有較低剝離強度的板時使用的低樹脂含量。無論如何，這是 令人驚奇的發現，如此低的剝離強度在制備直接印刷板是完全可接受的。優選地，用于印刷裝飾層的油墨為透明油墨，使得承載板的表面結構和/或光學 特性基本上不被所涂敷的油墨掩蓋。本發明允許在不需要如用于制造層壓條板所要求的任何附加的紙層的情況下提 供直接印刷板，特別是地板。這至少對板的頂表面是成立的，即承載板的設置裝飾層的一側 是成立的。板(當應用為地板時)的底表面或底面可以設置有某種類型的功能紙，例如用 于改善聲吸收或用于改善濕氣排斥性或斥水性。可替換地，底面也可以涂敷有合適的化學 物質以實現期望的防潮性。
采用本發明，優選的是，承載板設置有槽和榫舌形式的結合連接裝置，以便兩個這 樣的輕質板能夠相互連接。與承載板一體形成的槽和榫舌連接裝置在層壓條板領域是公知 的，因此避免在此更詳細地說明該特征。為了增加本發明的板的耐磨性，該板可以設置有耐磨顆粒，特別是金剛砂顆粒，其 例如可以撒在仍然濕的透明保護層。替換地，可以用有分散體形式的透明保護層的液體材 料提供顆粒。在所有本發明的實施方式中，優選的是，承載板的殘留水分在5%和8%之間。本發明還包括用于制造直接印刷輕質板，特別是制造地板的方法，其中在第一步 驟中，提供具有< 750kg/m3密度的MDF或LDF承載板，和其中在下一步驟中，將裝飾層印刷 在承載板上。在裝飾層干燥之后，以使得承載板的表面結構和/或光學特性至少部分可見 的方式施加或涂敷透明保護涂層。在優選的實施方式中，該方法還包括在印刷裝飾層之前， 施加底基涂層的步驟，其中底基涂層具有某種底色，并且以足以使得承載板的表面結構和/ 或光學特性保持至少部分可見的厚度施加或涂敷底基涂層。在下文中，將使用兩個示例更詳細地說明本發明。實施例1為了制造實施例1，使用密度為650kg/m3的MDF承載板。該板的殘留水分約為6%， 且該板具有6. 7mm的厚度。在這一點上，重要的是，注意到約3至5%的殘留水分對MDF或 LDF板是非常普遍的。因此，如果在這里提到這種板的密度，則總是基于該板包括殘留水分 含量的重量。換句話說，用于實施例1的650kg/m3的承載板包含約39kg/m3的水和611kg/ m3的木材、樹脂、粘合劑等。磨光所提供的承載板，以提供平滑且水平的表面。在最后的磨光步驟中，使用 具有ISO壓板標號P220的砂紙，即非常細的紙，以實現特別平滑的表面。因此基于來自 Treffert GmbH & Co. KG公司(德國，Bingen，55411)的水分散體的丙烯酸鹽系統(商品 名221-162-1001)首先在如此制備的表面上提供透明的粘附底漆。涂敷大約10g/m2的該 底漆。隨后在烘箱中在150°C下干燥設置有該底漆的承載板15秒。在接下來的步驟的冷 卻之后，以10g/m2的量涂敷非常薄的透明底漆(Treffert GmbH的商品名231-161-1000)。 在150°C下干燥30秒之后，使用三色印刷在該承載板上提供木質裝飾。在干燥如此涂敷的 裝飾層之后，涂敷UV可固化底漆，并使用UV輻射部分地固化底漆。在這種部分地固化的層 上，涂敷另一層UV底漆，其同樣被固化。該步驟再次重復兩次且在涂敷的層完全固化之后， 由此實現由若干層形成的透明的保護涂層。總共涂敷60g/m2的漆。實施例2同樣，對于第二實施例，采用具有650kg/m2的密度和6. 7mm的厚度的承載板。直接 涂敷透明粘性底漆(Treffert GmbH的商品名221-162-1001)到該承載板上，即不用對承 載板的表面進行任何磨光。在底漆干燥之后，使用三色印刷涂敷一模仿實木結構的裝飾層。 隨后，保護性透明涂層以下述方式涂敷將承載板移動至第一涂敷站，其中第一液體涂敷裝 置使用旋轉給液輥施加到該板上。在還是濕的第一涂層上，另一旋轉給液輥采用第二液體 涂敷裝置。在離開第二涂敷站之后，如此涂敷的板被傳遞至硬化站，在硬化站使用UV輻射 硬化所述層。在它們從第二涂敷站至硬化站的路徑上，液體涂敷裝置部分混合，該混合過程 在固化站停止。因此，在第一和第二液體涂層之間的界面處的混合(該混合在沒有任何外部機械動作的情況下發生)程度可以依賴于在將第二液體涂層涂敷到仍然為濕的第一涂 層上和材料在固化站固化之間經過的持續時間而改變。以這種方式，可以制造具有硬度梯 度的板。了解了此處的實施方式之后，還可行的是采用結構箔片使最終完成的本發明的板 的表面具有例如模仿實木或者真實石料瓷磚的三維結構。這種結構箔片在本領域是熟知 的，并應用到仍然濕的透明的保護涂層上。結構箔片覆蓋仍然濕的涂層，隨后涂層例如使用 優選通過該箔片施加的輻射而固化，為此用途的箔片對所使用的輻射是明顯透明的。在保 護涂層固化之后，再次去除結構箔片，在固化的保護涂層中留下對應的印跡。
在下文中，涉及附圖，其中圖1示出了根據本發明的未處理的輕質MDF或LDF承載板的表面；以及圖2示出了根據本發明的直接印刷輕質板的一個示例。
具體實施例方式圖1示出了典型的未處理輕質MDF或LDF承載板的表面的黑白掃描圖。示出的承 載板具有約650kg/m3的密度。如人們從圖1可以得出的那樣，該承載板表面本身看起來不 像實木。然而，該表面包括某些表面結構，即它不是完全平滑的，并且包括例如諸如黑斑和 較亮的斑點或污點之類的光學特性。圖2示出了直接印刷輕質板，其中示出為模仿實木的裝飾層是可見的(直接印刷 輕質板實際上模仿由如由連接線指示的許多不同的矩形板組裝的實木地板)。圖2中可見 的較暗的斑點以及較亮的污點或斑點未有意印刷到該表面上，而是如圖1中示出的原始承 載板的光學特性(應當主要到，圖1僅示出了輕質MDF的示例性表面，未示出用于圖2的制 備的表面，即圖1中可見的較暗的和較亮的污點或斑點不在圖2中的同一位置處)，其仍然 是部分地可見的，因此結合到圖2中示出的裝飾層的設計中。在實際應用中，該結果是實木 地板的非常逼真的模仿，是由承載板的特定三維表面結構增強的效果，當然雖然這種結構 在所提供的二維圖中不可見，但這種結構在最終產品中仍然是非常明顯的。而且，應當注意 到，由于所涉及的掃描過程和數字處理，污點和斑點在圖2的圖示中不如它們在實際產品 中看到的那么清楚。雖然不完美，但仍然相信圖2的圖示仍能幫助理解本發明。
權利要求
1.一種直接印刷輕質板，特別是地板，包括具有彡750kg/m3的密度的輕質MDF或LDF承載板；印刷在承載板上的裝飾層；和透明保護涂層；由此所述承載板的表面結構和/或光學特性是至少部分地可見的，且因此結合到裝飾 層的設計中。
2.根據權利要求1所述的直接印刷輕質板，特征在于，所述輕質板還包括粘接增進底 漆，所述粘接增進底漆設置在承載板上以改善所述裝飾層的粘結性和/或品質。
3.根據權利要求1或2所述的直接印刷輕質板，特征在于，所述透明保護涂層為聚合物 涂層，所述聚合物涂層具有硬度梯度，使得從所述涂層的表面觀看時，所述聚合物涂層的硬 度基本上隨著深度的增加而連續地降低。
4.根據前述權利要求中任一項所述的直接印刷輕質板，其特征在于，所述透明保護涂 層主要由丙烯酸鹽構成。
5.根據前述權利要求中任一項所述的直接印刷輕質板，其特征在于，所述密度 彡730kg/m3，優選彡700kg/m3，更優選彡680kg/m3且更優選彡650kg/m3。
6.根據前述權利要求中任一項所述的直接印刷輕質板，其特征在于，所述承載板的根 據 DIN EN 133 測量的剝離強度(Abhebefestigkeit) < 100N/mm2，優選< 95N/mm2，且最 優選彡85N/mm2。
7.根據前述權利要求中任一項所述的直接印刷輕質板，其特征在于，用于印刷裝飾層 的油墨為透明油墨，以便承載板的表面結構和/或光學特性保持至少部分地可見。
8.根據前述權利要求中任一項所述的直接印刷輕質板，其特征在于，不提供紙層到承 載板的設置裝飾層的一側上。
9.根據前述權利要求中任一項所述的直接印刷輕質板，其特征在于，所述承載板設置 有槽和榫舌形式的結合連接裝置，以便兩個這樣的輕質板能夠相互連接。
10.根據前述權利要求中任一項所述的直接印刷輕質板，其特征在于，所述透明保護層 包括耐磨顆粒，特別是金剛砂顆粒。
11.根據前述權利要求中任一項所述的直接印刷輕質板，其特征在于，所述承載板具有 使它不適合用在根據DIN EN 13329的層壓條板中的密度。
12.根據前述權利要求中任一項所述的直接印刷輕質板，其特征在于，所述裝飾層為實 木仿造品、石材仿造品或陶瓷仿造品。
13.一種用于制造直接印刷輕質板，特別是制造地板的方法，所述方法包括下述步驟提供具有< 750kg/m3密度的MDF或LDF承載板；將裝飾層印刷到承載板上；以及以使得承載板的表面結構和/或光學特性至少部分地 可見且由此結合到裝飾層的設計中的方式將透明保護涂層涂敷到承載板上。
14.根據權利要求13所述的用于制造直接印刷輕質板的方法，還包括在印刷所述裝飾 層之前將底基涂層涂敷到承載板上的步驟，從而以足以使得承載板的表面結構和/或光學 特性保持至少部分可見的厚度涂敷底基涂層。
15.一種直接印刷輕質板，特別是地板，包括具有彡750kg/m3的密度的輕質MDF或LDF承載板；印刷到承載板上的裝飾層；和 透明保護涂層。
全文摘要
本發明涉及一種直接印刷輕質板，特別是地板，包括具有≤750kg/m3密度的MDF或LDF承載板、印刷到承載板上的裝飾層以及透明保護涂層。以使得承載板的表面結構和/或光學特性至少部分可見且由此結合到的裝飾層的設計中的方式涂敷不同的層或涂層。
文檔編號E04F15/10GK102140835SQ20111000941
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月12日 優先權日2010年1月13日
發明者迪特爾·德林 申請人:克勞諾普拉斯技術有限公司