利用數碼印刷/涂敷技術給建筑鑲板施加涂層的方法
【技術領域】
[0001] 本發明總體涉及具有裝飾性耐磨表面的鑲板，尤其是地板和墻板的領域。本發明 涉及具有這樣的裝飾性表面的建筑鑲板以及制造這樣的鑲板的制造方法。
[0002] 應用領域
[0003] 本發明的多個實施例尤其適于應用在可由這樣的地板鑲板形成的地板中，該地板 鑲板包含芯板、裝飾層和位于裝飾層上方的透明的耐磨層。因此，下方的關于技術、已知系 統的問題以及本發明的目的和特征的描述將作為非限定性例子針對這種應用領域并尤其 針對類似于傳統的木質地板和層壓地板進行。
[0004] 應當強調的是，本發明的多個實施例可被用于在任何類型鑲板例如建筑鑲板中制 造表面層，建筑鑲板例如墻板、天花板和家具部件和類似物。
【背景技術】
[0005] 大部分層壓地板都是根據通常被稱為直接壓制層壓法（DPL)的制造方法制造的。 這樣的層壓地板包括6-12毫米的纖維板芯、層壓結構的0. 2毫米厚的上裝飾表面層和層壓 結構的〇. 1-0. 2毫米厚的下平衡層、塑料、紙或類似材料。
[0006] 層壓地板的表面層的特征在于裝飾性和耐磨性通常利用疊置的兩個獨立紙層獲 得。裝飾層通常是印刷紙且耐磨層是包括小顆粒氧化鋁的透明的覆蓋紙。
[0007] 印刷的裝飾紙和覆蓋紙是經三聚氰胺樹脂浸漬處理的并且在大型層壓機中被層 壓成木質纖維基芯板。其中，在該大型層壓機中，所述樹脂在高熱量和高壓下固化并且紙被 層壓成芯板材料。
[0008] 層壓地板被制成通常具有2. 1X2. 7m的尺寸的多個大型面板，且它們在擠壓后被 分成通常具有約1. 3X0. 2m的尺寸的多個單獨的地板鑲板。之后對邊緣進行加工并提供機 械鎖緊機構。
[0009] 層壓地板也可利用印刷技術制造。一個優點是，可避免擠壓操作以及無需印刷紙 來提供裝飾性耐磨表面。
[0010] 具有直接印刷的層壓表面的地板鑲板包括與和DPL類型相同的高密度纖維板 (HDF)芯板。裝飾被直接印刷到芯板上。該制造方法是相當復雜的且僅在非常大的生產規 模的情況下才節約成本。
[0011] 在一個步驟中，有色的水基底漆和密封材料的組合物被涂敷在芯板上，以向該芯 板提供附著力和基本色。這樣的涂層在下方被稱為附著涂層。
[0012] 水印刷油墨被用于通過具有直接印刷到預密封的芯板上的輥子的多色彩印刷機 來印刷裝飾。所印刷的裝飾層必須被保護以免磨損。在一些情況下使用紙基覆蓋層并且該 面板在傳統的層壓品擠壓機中被擠壓。實現高耐磨強度的最常用的方法是采用耐磨損的紫 外線密封材料，其隨后通過輥子被敷設到印花上并在紫外線作用下固化。結構化的和同步 化的表面也可通過壓花輥形成。多個層被涂敷在該印花上。底涂層被用于構建該保護層的 厚度且表涂層被用于提供最終的結構和耐劃傷性。壓花結構可由這樣的壓花輥形成，即該 壓花輥也可具有與印刷滾筒相互對準/精確疊合的結構。
[0013] 直接印刷技術可由數碼印刷技術替代，該數碼印刷技術更加靈活且能夠在小生產 規模下經濟地制造。這兩種方法的區別主要是印刷步驟，在該印刷步驟中，印花輥被數碼的 非接觸的印刷工藝替代，且其中期望的圖像被直接敷設到預完成的芯板上。保護數碼圖像 的最終的透明涂層以及結構化表面通常是與直接印刷中所用的類型相同的。可制造任何的 類型或印刷圖像，但表面結構總是限于朝向表面擠壓的壓花輥或結構膜的形式。
[0014] 數碼印刷也可被用于印刷到在傳統層壓產品中使用的紙片上。該數碼印花可被施 加到包含基色的裝飾紙的上表面上或者施加到覆蓋紙的下表面上并且可以在浸漬之間或 之后被制成。印花也可形成在具有或不具有基色的未經加工的紙上且該紙可在擠壓過程中 通過被施加在數碼印刷紙下方或上方的粉末、液體層或浸漬紙的樹脂來間接浸漬。未加工 的紙可在數碼印刷步驟之前被連接至芯板并且這允許可使用更薄的未加工紙并且可緩解 定位問題。
[0015] 最近已經研發出新的"無紙"地板類型，其中固體表面包含由纖維、粘結劑和耐磨 顆粒組成的大致均勻的混合物。這樣的地板被稱為WFF (木質纖維地板）。
[0016] 該耐磨顆粒優選為氧化鋁顆粒，該結合劑優選為熱固性樹脂如氨基樹脂，且纖維 優選是木基的。在大部分應用中，該均勻的混合物內包含有裝飾性顆粒例如像顏料。通常， 所有這些材料優選是以干燥的混合物粉末形式被施加到HDF芯板上并在熱和壓力下被固 化成0. 1-1. 0毫米的固體層。
[0017] 可獲得相比于已知技術且尤其是相比于傳統的層壓地板的多個優點：
[0018] ?呈均勻混合物形式的耐磨表面層可被制成更厚并且可獲得相當高的耐磨性。
[0019] ?可利用深壓紋并通過單獨的裝飾材料來獲得新的非常先進的裝飾效果，該單獨 的裝飾材料可被整合到均勻的表面層內并與壓紋相一致。
[0020] ?可利用更厚并具有更高密度的均勻的表面層來增強抗沖擊性。
[0021] ?該均勻的表面層可包括這樣的顆粒物，這些顆粒物在防噪音和防濕性方面能夠 產生積極作用。
[0022] ?可降低生產成本，這是因為可使用成本低的材料并且甚至可使用回收的材料，并 且可省掉多個生產步驟。
[0023] 粉末技術非常適用于制造裝飾性表面層，該層是石頭和陶瓷的復制本。但是更難 形成例如像木質裝飾這樣的設計。但最近的數碼粉末印刷已經被研發出且能夠通過在壓印 前將數碼印花注入粉末中來形成任何類型的非常先進的設計。
[0024] 具有木紋表面的地板以多種不同方式制造。傳統的固體木紋地板已經發展成為具 有被敷設到由木質薄板、HDF或膠合板制成的芯板上的木質層的工程地板。大多數這樣的 地板都是作為具有這樣的木紋表面的預成品地板運輸，其中該木紋表面在工廠中被涂覆有 多層透明層。對于輥涂法/紫外線（UV)固化法來說，木質地板是其中一個最大的應用，該 輥涂法/紫外線固化法施加多層涂層結構以密封和保護木紋表面。環境友好的水基紫外線 固化聚氨酯通常被用于透明保護層。這種應用方法通常包括多種類型的透明層-UV底漆、 UV油灰、UV密封劑和UV面漆。每層涂層具有其自身的特定功能。表面特性，像是耐磨性、 硬度、抗劃傷性等可被調節以滿足不同的品質需求。所有這些層通過輥涂機涂敷并且每個 單獨層均經紫外線固化。高品質木質地板可包括約60-120克/平方米的透明保護層且可 具有約5-10層或更多層，這些層在多個步驟中由具有媒介物紫外線固化系統的輥涂敷。
[0025] 作為第一步驟，膠粘涂層用輥涂敷以形成在木材與后來的最終涂層之間的結合 劑。取決于地板中所用的木材品種以及期望的最終外觀，隨后的步驟可以是填充站，在此處 可施加透明的紫外線填充物且紫外線爐在一個或多個步驟中固化該填充物。接下來的步驟 是施加底涂層，所述底涂層提供透明表面的主要厚度且最后包括一個或多個表涂層的頂部 最終結構利用輥涂敷器施加。所用涂層的數量取決于制造商，但是每個涂層在之后行進經 過紫外線固化爐。
[0026] 幾乎所有的高品質木質地板的制造商均在一些或多個層內使用耐磨顆粒如氧化 鋁顆粒，以增強透明層的耐磨性。透明的耐劃傷的表涂層包含納米小顆粒，其提供高度的耐 磨性。
[0027] 最近，某些層壓地板已經制造出，其中，透明的紫外線基表涂層位于經樹脂浸漬的 表面的上方，例如在經三聚氰胺甲醛浸漬過的裝飾紙或覆蓋紙上，以提供類似于木材的更 光滑的表面。即使是具有金屬薄片表面或PVC表面的地板，即所謂的LVT (自沉式彈性免膠 地板）地板，也使用透明的聚氨酯涂層作為表涂層，以便改善乙烯基地板的耐污性和耐磨 性。
[0028] 通過輥施加和結構化的透明的保護層是地板表面技術的非常重要的部分，并且如 果這樣的應用可以以更加低成本和靈活的方式實現并且主要改善與設計和品質相關的性 能的話將會是主要的優勢。
[0029] 一些術語的宙義
[0030] 在下文中，被安裝的地板鑲板的可見表面被稱為"正面"，而地板鑲板的面向下方 地板的面向相反側被稱為"背面"。"表面層"是指這樣的所有層，即為鑲板提供它的裝飾 性能和它的耐磨性能并被施加到最靠近正面的、優選覆蓋地板的整個正面的芯板上的所有 層。
[0031] "涂層"是指分布在表面上用于保護或裝飾的一層物質。
[0032] "印花"是指裝飾或圖像。
[0033] "膠粘涂層"是指被用于改善在芯層材料和涂敷在該芯層上的其它層之間的連接 的層或底漆的應用。
[0034] "底涂層"是指被用于增強透明保護層的厚度的層。
[0035] "表涂層"是指被敷設在底涂層上以提供耐劃傷性和最終的光澤度的上層。
[0036] "向上"是指朝向正面且"向下"是指朝向背面。
[0037] "用于數碼印刷油墨的顏料"是指由于波長的選擇性吸收而改變反射光或透射光 的顏色的材料。
[0038] "染料墨"是指有色物質，其對將被施加到的基底具有親和力。染料通常以也可包 含結合劑的水溶液的形式施加，并可需要媒染劑以改善染料在纖維上的不退色性。與不能 溶解的小顆粒顏料相比，染料像糖一樣完全溶于水。
[0039] "含水的或水基油墨"是指一種油墨，其中水被用作油墨中的液態物質。水基液體 攜帶顏料。系統中還存在結合劑以將顏料結合至基底。
[0040] "溶劑基油墨"是指這樣一種油墨，其通常含有三種主要部分如流體載體、顏料和 樹脂。技術上，溶劑基油墨通常僅指代油墨的油基載體部分，該部分將其它部分保持在液體 形式并通過噴射蒸發被一次性施加至表面。
[0041] "紫外線可固化的油墨或涂料"是指這樣的油墨或涂料，其在施加后在紫外線爐中 通過暴露于強紫外線下來固化。
[0042] 已知摶術以及災們存在的問題
[0043] 對于包括位于裝飾層上方的透明保護層的如上所述的所有這些地板的共同特征 是這樣的透明層通過輥施加。有關通過輥施加透明層的問題將在下面針對木質地板描述。 [0044]圖Ia示出了鑲板1的輥涂敷，該鑲板1在輸送帶21上輸送經過輥和紫外線爐的