本發(fā)明廣義地涉及使用水基油墨在致密的、非多孔的表面例如彈性塑料表面或在印刷后在熱和壓力下層壓或固化至芯的表面上數(shù)字印刷以形成板塊(panel)例如LVT地板、層壓地板或粉末基地板的領(lǐng)域。

應(yīng)用領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方案特別適合用于地板，其由包括芯、裝飾性層和優(yōu)選地在裝飾性層以上的透明耐磨構(gòu)造層的地板板塊構(gòu)成。優(yōu)選的實(shí)施方案是塑料基LVT地板，層壓地板和粉末基地板。因此，現(xiàn)有技術(shù)的方法、問題和作為非限定性例子的本發(fā)明實(shí)施方案的目的和特征的以下描述涉及該應(yīng)用領(lǐng)域的上述全部、特別是具有彈性表面層的地板。

應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)本發(fā)明實(shí)施方案可以用于在任何表面上生產(chǎn)數(shù)字圖像，但是優(yōu)選扁平板塊，例如廣義的建筑板塊，墻板、屋頂、家具元件和類似產(chǎn)品，其通常具有具有先進(jìn)裝飾性圖案的大表面。本發(fā)明實(shí)施方案的基本原理可以用于在致密表面如塑料材料或金屬箔和聚合物浸漬或涂覆的紙或箔上施用數(shù)字印刷物。

背景

以下描述用于描述背景和產(chǎn)品、材料和生產(chǎn)方法，其可以構(gòu)成本文中優(yōu)選實(shí)施方案的特定的部分。

a)層壓地板

所有層壓地板的大部分通過概括性地稱為直接壓制層壓(DPL)的生產(chǎn)方法生產(chǎn)。這樣的層壓地板具有6至12mm纖維板的芯、0.2mm厚的層 壓物的上裝飾性表面層和0.1至0.2mm厚的下平衡層。

層壓地板的表面層特征在于裝飾性和磨損性能通常通過上下布置的兩個(gè)分開的經(jīng)蜜胺甲醛浸漬的紙的層獲得。裝飾性層通常是可以數(shù)字印刷的印刷紙，而磨損層是包含小氧化鋁顆粒的透明覆蓋紙。紙片在大的不連續(xù)或連續(xù)層壓過程中被層壓至HDF芯，其中樹脂在高熱(約170℃)和壓力(40至60巴)下固化，紙被層壓至芯材料。壓花板或鋼帶(steal belt)形成表面結(jié)構(gòu)。有時(shí)將結(jié)構(gòu)化紙用作壓制基質(zhì)。高質(zhì)量地板中的壓花與設(shè)計(jì)相互疊合制備。

b)粉末基地板

近來已經(jīng)開發(fā)了新的“無紙”地板類型，此后包含纖維、粘合劑和耐磨顆粒的基本均勻的粉末混合物的固體表面被稱為WFF(木纖維地板)。

粉末混合物可以包含氧化鋁粉末、蜜胺甲醛樹脂和木纖維。在多數(shù)應(yīng)用中，裝飾性顆粒例如有色顏料被包括在混合物中。概括而言，所有這些材料以干形式作為混合粉末被施于HDF芯上并在和用于層壓地板中時(shí)類似的熱和壓力下固化。已經(jīng)開發(fā)了數(shù)字粉末印刷并且可通過在壓制前將油墨注射進(jìn)粉末中產(chǎn)生任何類型的非常先進(jìn)的設(shè)計(jì)。表面結(jié)構(gòu)以與用于層壓地板時(shí)相同的方法通過結(jié)構(gòu)化壓制板、鋼帶或紙壓制基質(zhì)(其在粉末上被壓制)制備。

c)LVT地板

豪華乙烯基瓷磚(Luxury Vinyl Tile)，通常被稱為L(zhǎng)VT地板，是作為層狀產(chǎn)品用與增塑劑混合的熱塑性PVC構(gòu)建的。名稱LVT有些誤導(dǎo)，因?yàn)長(zhǎng)VT地板的主要部分具有板的尺寸，帶有木花紋。

熱形成可以基于壓光壓延，或者將擠出用于形成PVC層。在壓光壓延期間，將PVC材料加熱到其軟化溫度，并且暴露于滾筒間的壓力并冷卻。芯主要由幾個(gè)約1mm厚的層制成。層包含與白堊和/或石灰石填料混合的PVC。將0.1mm高質(zhì)量印刷裝飾性PVC箔施于芯的上側(cè)上。通常將厚度為0.1至0.6mm的乙烯基透明磨損層施于裝飾性箔上。

當(dāng)PVC被加熱時(shí)，其變軟，類似糊，并且在熱和壓力下粘合到其他PVC材料上，但在冷卻到室溫時(shí)也粘合到有機(jī)和無機(jī)纖維或礦物上。將芯層、裝飾性箔和透明層用熱和壓力在連續(xù)或不連續(xù)壓制操作中熔接或?qū)訅涸谝黄稹Ｍ该鱑V固化PU(聚氨酯)清漆通常作為保護(hù)性層施于透明PVC箔上。

PVC在熱下膨脹并在冷卻時(shí)收縮。在生產(chǎn)中使用的溫度范圍內(nèi)尺寸變化相當(dāng)大。包含更多乙烯基的層比乙烯基含量較低的層膨脹和收縮更多。通常將比中間層包含更多乙烯基的平衡層用于芯的下部以平衡主要僅包含乙烯基(例如至少95％的乙烯基)的透明上層。

上述LVT地板和其他地板類型經(jīng)常具有壓花結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)可以是所謂EIR壓花，其中與壓花相互疊合得到裝飾物。壓花使用結(jié)構(gòu)化輥或壓板制得。高質(zhì)量EIR壓花需要印刷物在生產(chǎn)過程中適應(yīng)熱膨脹和收縮和將箔以高精度施于芯上。

壓制后，使層壓片退火以消除應(yīng)力并獲得增加的尺寸穩(wěn)定性。壓光壓延、壓制和退火通常在120℃至160℃的溫度下發(fā)生。退火可以與在約25℃至30℃的溫度下在若干天中的老化組合。

LVT地板中的PVC可以用其他熱塑性材料代替。白堊和石灰石填料可以部分或完全被其他填料例如木纖維代替。

d)WPC地板

木塑復(fù)合地板，通常被稱為WPC地板，與LVT地板類似。芯包含與木纖維填料混合的熱塑性材料并且通常比礦物基LVT芯更強(qiáng)和更剛性。印刷圖像由透明箔或可UV固化清漆以和在LVT地板中相同的方式保護(hù)?？梢允褂肊IR。

熱塑性材料例如PVC、PP或PE可以與木纖維和礦物顆粒的混合物組合，并且這可提供多種具有不同密度和柔性的地板板塊。

LVT和WPC地板中的裝飾性效果可以通過另外印刷并熔接到芯層上的熱塑性裝飾性箔獲得。箔包含通常為白色的單一顏色并且覆蓋芯的深顏 色。箔為其中特殊溶劑基油墨用于產(chǎn)生木、瓷磚和石設(shè)計(jì)的輪轉(zhuǎn)凹版印刷方法提供底色。數(shù)字印刷物也可以直接施于LVT或WPC芯材料上。LVT和WPC地板的數(shù)字印刷僅僅處于實(shí)驗(yàn)階段，因?yàn)樵谒芰喜退芰闲旧想y以印刷，但是，一旦引入，相對(duì)于常規(guī)印刷技術(shù)將提供重大優(yōu)點(diǎn)。

一些術(shù)語(yǔ)的定義

下文中，已安裝地板板塊的可見表面被稱為“前側(cè)”，面向下層地板的地板板塊的相對(duì)面被稱為“后側(cè)”。

“上”指朝向前側(cè)，“下”指朝向后側(cè)?！按怪薄敝复怪庇诒砻?，“水平”指的是平行于表面。

“數(shù)字印刷”指流體的滴的數(shù)字控制的排出，用于將著色劑以預(yù)定的圖案定位在表面上。

已知方法和其問題

以下描述工業(yè)上通常使用以提供數(shù)字印刷的方法。該方法可以以與本文優(yōu)選實(shí)施方案的不同的組合部分或完全使用以根據(jù)本文實(shí)施方案產(chǎn)生數(shù)字印刷。

高清晰度數(shù)字噴墨印刷機(jī)使用非撞擊印刷工藝。該印刷機(jī)具有以非常精確的方式從印刷頭向表面“發(fā)射”油墨滴的印刷頭。

工業(yè)印刷機(jī)通常基于單次通過印刷方法，通常被稱為“平臺(tái)”印刷，其使用在覆蓋印刷介質(zhì)寬度的若干行中的若干個(gè)并排對(duì)齊的固定印刷機(jī)頭。一般而言，每一行印刷頭印刷一種顏色。已印刷表面在頭下移動(dòng)。這樣的印刷機(jī)具有高容量并且一般根據(jù)具體用途定制。

為了獲得高印刷質(zhì)量和速度必須使用適用的印刷機(jī)頭。印刷機(jī)頭具有若干小噴嘴，其可以以受控方式以格柵圖案發(fā)射和施用油墨小滴。

熱印刷頭技術(shù)，通常被稱為氣泡噴射印刷，使用具有每一個(gè)都帶有加熱器的一系列小室的印刷盒。為了從每個(gè)室排出小滴，將電流的脈沖輸送 通過加熱元件，導(dǎo)致油墨在室中的快速氣化以形成氣泡，其引起大的壓力增加，將油墨的小滴通過噴嘴推出并達(dá)到表面上。

熱技術(shù)將帶來這樣的限制，即油墨必須耐熱，通常高達(dá)300℃，因?yàn)榘l(fā)射過程基于熱。包含熱活化粘合劑的顏料基油墨不能用于熱印刷頭。

大多數(shù)商業(yè)和工業(yè)噴墨印刷機(jī)使用壓電印刷機(jī)頭技術(shù)。使用在充滿油墨的室中在每一個(gè)噴嘴后面的壓電晶體材料(通常稱為壓電體(Piezo))而不是加熱元件。當(dāng)施加電壓時(shí)，壓電材料改變形狀，這在流體中產(chǎn)生壓力脈沖，迫使油墨小滴離開噴嘴。壓電噴墨允許使用多種油墨和與熱噴墨相比更高的粘度。

油墨是數(shù)字印刷技術(shù)中最關(guān)鍵的部分。油墨必須適應(yīng)接受表面，適應(yīng)特定印刷頭，并且適應(yīng)已印刷表面的質(zhì)量需要。另外，在地板應(yīng)用中必須考慮其他幾個(gè)關(guān)鍵部分，例如印刷物必須用強(qiáng)磨損層保護(hù)，當(dāng)數(shù)字圖像被結(jié)合進(jìn)入地板板塊時(shí)，印刷圖案在印刷后通常暴露于高的熱和壓力。

可以使用很多油墨種類。主要組分是提供顏色的著色劑、將著色劑粘合到表面上的粘合劑和使用非接觸施用方法將著色劑和粘合劑從印刷頭以良好定義的小液滴輸送至表面上的液體載體。

著色劑是染料或顏料或兩者的組合。

顏料是懸浮或分散遍及液體載體的非常細(xì)的固體著色劑顆粒。顏料基油墨通常通過使用顏料分散體和若干化學(xué)品各自混合在一起。

顏料基油墨通常比染料基油墨更加光穩(wěn)定，特別是當(dāng)暴露于UV光時(shí)，并且更加耐退色。它們因此用于幾乎所有地板應(yīng)用中。

最經(jīng)常使用的油墨類型按照所使用的主載體流體分類。主要類型是：溶劑基油墨、UV固化油墨、油基油墨和水基油墨。

溶劑基油墨的主要組分是用作載體流體的溶劑的混合物。當(dāng)溶劑揮發(fā)時(shí)顏料粘合到表面上。溶劑油墨的主要優(yōu)點(diǎn)是它們使得可以在柔性、未涂覆塑料基質(zhì)例如乙烯基上印刷。主要缺點(diǎn)是溶劑產(chǎn)生的蒸氣和需要處理用過的溶劑。高速溶劑印刷機(jī)使用特殊的干燥裝置，通常是加熱器和鼓風(fēng)機(jī) 的組合以在印刷頭施用油墨之前或之后立即加熱基質(zhì)。

可UV固化油墨不揮發(fā)。它們通過暴露于強(qiáng)UV光固化。化學(xué)反應(yīng)在光引發(fā)劑引起油墨組分交聯(lián)成固體基質(zhì)時(shí)發(fā)生?？蒛V固化油墨的優(yōu)點(diǎn)是它們?cè)诠袒罅⒖谈稍铩Ｋ鼈兛梢允┯诤芏辔赐扛不|(zhì)上。缺點(diǎn)是油墨和UV固化裝置是昂貴的并且如果印刷物在柔性基質(zhì)如塑料箔上制備的話可能開裂。在地板工業(yè)中UV固化油墨經(jīng)常用于在不需要柔性時(shí)直接在剛性木基質(zhì)上印刷的大平臺(tái)印刷機(jī)中。

油基油墨使用經(jīng)常衍生自礦物油的干燥非常緩慢的載體流體。優(yōu)點(diǎn)是印刷機(jī)非常容易使用和維護(hù)，因?yàn)橛∷㈩^噴射器被干燥油墨堵塞的可能性很低。主要缺點(diǎn)是只能用于特殊的多孔表面、例如能夠快速吸收施用在介質(zhì)基礎(chǔ)上的油基載體流體、在表面上留下著色劑的干壓制瓷磚表面上。

包含有色顏料的水基數(shù)字油墨廣泛用于在紙和織物上的印刷。水基油墨具有很多優(yōu)點(diǎn)。它們環(huán)境友好，有成本競(jìng)爭(zhēng)力并且可以在許多不同的材料中提供高質(zhì)量印刷方法，其前提是材料具有允許液體部分滲透進(jìn)入表面上部的表面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。當(dāng)水干燥時(shí)分散在水中的顏料不會(huì)粘在光滑的表面上。顏料類似于砂顆粒并且可以容易地從大多數(shù)干燥和光滑的表面上除去。因此水基載體流體通常和幾種其他添加劑混合以提供特殊油墨和印刷性質(zhì)，并且和粘合劑混合以提供顏料至表面的粘合。常用的粘合劑是水基丙烯酸類分散體。主要缺點(diǎn)是干燥時(shí)間很長(zhǎng)，在有些應(yīng)用中長(zhǎng)于一分鐘。另一缺點(diǎn)是水基油墨不能用于非油墨吸收或低油墨吸收致密基質(zhì)材料例如塑料的表面上，因?yàn)橛湍胃?dòng)(float)并形成更大的滴的簇，其導(dǎo)致不可接受的印刷質(zhì)量。

已知所謂粘合劑和粉末(BAP)印刷方法可以被用來提供數(shù)字印刷。常規(guī)的數(shù)字印刷方法被分為兩個(gè)分開的步驟，包括通常被稱為“空白油墨”的液體粘合劑和通常被稱為“干燥油墨”的干燥著色劑的分開的施用。干燥油墨的有色顆粒被施于板塊的表面上。一些顆粒被通過印刷頭施用的空白油墨的數(shù)字形成的圖案粘合。其他未粘合干燥油墨顆粒被除去，剩下的 粘合的顆粒形成數(shù)字裝飾。可以重復(fù)這一兩步方法并且可以施用干燥油墨的幾種顏色從而可以形成先進(jìn)多色高清晰度印刷物。主要的優(yōu)點(diǎn)是可以使用相當(dāng)簡(jiǎn)單的水基液體物質(zhì)并且顏料基干燥油墨著色劑可以因?yàn)椴恍枰伭戏稚Ⅲw而是非常成本有效的。BAP方法基于空白油墨滴應(yīng)將干燥油墨粉末粘合至表面上的主要原理。這樣的滴將以和水基油墨一樣的方式是浮動(dòng)的，并且BAP技術(shù)在致密表面例如塑料表面上難以使用。

WO 2009/018260描述了LVT地板可以數(shù)字印刷并且印刷層或磨損層可以機(jī)械或化學(xué)壓花。印刷設(shè)計(jì)可以是分開的層的形式，或者可以是通過數(shù)字或模擬印刷技術(shù)直接印刷在基礎(chǔ)層或其他層的表面上的設(shè)計(jì)。印刷層優(yōu)選塑料或聚合物膜，例如PVC、含乙烯基聚合物、烯烴聚合物、含丙烯酸聚合物、聚酯、離聚物和/或其他合金膜等。該文包括LVT地板中的數(shù)字印刷的概括描述。該文中沒有涉及可用于在LVT地板中提供高質(zhì)量印刷物的油墨類型或印刷方法的具體信息。

US 2011/0180202描述了數(shù)字形成的圖像，例如升華染料可以被熱轉(zhuǎn)移到乙烯基地板材料上。熱活化在160℃至210℃的溫度下發(fā)生，并且這高于LVT地板中正常的PVC材料軟化溫度。因此需要地板材料的增強(qiáng)的熱-機(jī)械性能以抑制來自熱暴露的收縮。這是主要的缺點(diǎn)并且該印刷方法不能用于包含常規(guī)PVC材料的LVT地板。

US 2012/0249705描述了數(shù)字印刷方法，包括加熱低油墨吸收記錄介質(zhì)至40℃至100℃的溫度，并使用包含水不溶性著色劑、石蠟、樹脂顆粒和水的含水油墨組合物進(jìn)行印刷。油墨印刷方法包括將含水油墨組合物排出以在基質(zhì)上形成圖像的第一步驟和加熱基質(zhì)的第二步驟。在第一步驟中將基質(zhì)加熱到40℃至80℃的溫度，并且在第二步驟中加熱到50℃至110℃的溫度。該文中提及第二步驟不限于在印刷后加熱基質(zhì)的步驟，并且可以是在記錄前或記錄中加熱基質(zhì)的步驟。但是，該文提及當(dāng)?shù)谝徊襟E中的加熱溫度高于60℃時(shí)，PVC制成的基質(zhì)快速軟化并可能變形并且難以在噴墨印刷機(jī)中輸送記錄介質(zhì)。

US 2012/0147108描述了旨在在乙烯基基質(zhì)上印刷的包括包含水、顏料、丙烯酸類聚合物顆粒的噴墨油墨的數(shù)字印刷方法。該方法也包括在約50℃至100℃的印刷后將熱施加到噴墨油墨上以引起丙烯酸類聚合物顆粒熔接的加熱裝置。該文說明加熱裝置可以被結(jié)合進(jìn)印刷系統(tǒng)中以在印刷時(shí)或接近印刷時(shí)加熱基質(zhì)?；蛘?，在可以噴射到介質(zhì)上期間或之后使用加熱裝置加熱油墨。得到的印刷圖像可以被加熱到某一促進(jìn)油墨膜形成和增塑乙烯基基質(zhì)、但是不足夠高以引起乙烯基流動(dòng)的溫度，例如約50℃至100℃。

US 2011/0234727描述了數(shù)字印刷方法，包括將例如乙烯基的非油墨吸收基質(zhì)加熱到40至60℃的溫度范圍，使用包含顏料和丙烯酸類樹脂的含水油墨印刷并加熱已印刷的基質(zhì)至40至60℃的溫度范圍以干燥油墨。

如以上已知公開中所述的第一步驟的低溫不足以避免水基油墨滴的浮動(dòng)并且當(dāng)在印刷前施加高溫時(shí)熱塑性材料、特別是PVC變形的問題沒有解決方案。

在印刷后將如上所述的幾種地板類型以及墻板塊和家具元件壓制和加熱。當(dāng)使用水基油墨時(shí)，其必須適合許多要求。水基油墨必須能夠在熱和壓力期間維持高質(zhì)量印刷并且不應(yīng)發(fā)生油墨滴的浮動(dòng)或滲出(bleeding)。油墨必須與樹脂和用于地板表面的材料相容并且不發(fā)生分層或負(fù)面影響設(shè)計(jì)或表面性質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)。油墨必須與油墨頭相容并且油墨組合物應(yīng)包含成本有效、環(huán)境友好的材料和化學(xué)品。優(yōu)選地，不需要已印刷表面的特殊預(yù)涂覆。不需要優(yōu)化和改進(jìn)水基油墨和印刷方法以可以以更加成本有效的印刷方法得到更好的印刷物。

多個(gè)已知方面的上述描述是申請(qǐng)人的評(píng)論并且多種技術(shù)部分或完全以不同組合使用時(shí)并不意味著承認(rèn)以上描述是現(xiàn)有技術(shù)。

目的和概述

本發(fā)明的至少某些實(shí)施方案的主要目的是提供可以用來改進(jìn)在致密 表面例如塑料材料上或在印刷后用熱和壓力層壓或固化的表面上的數(shù)字印刷的水基數(shù)字油墨和數(shù)字印刷方法。

本發(fā)明的實(shí)施方案基于第一主要原理，其中已印刷基質(zhì)在印刷前被加熱到高溫，并且水基油墨包含適應(yīng)當(dāng)施于熱致密表面上時(shí)幾乎立即干燥以減少并優(yōu)選消除油墨滴的浮動(dòng)的配方。

本發(fā)明還基于第二主要原理，其中在印刷前基質(zhì)堅(jiān)固地附著和連接至板塊材料，從而減少涉及高印刷溫度下基質(zhì)的熱變形的問題。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種形成建筑板塊的方法，其包括：

·將基質(zhì)加熱至至少約80℃；

·用印刷頭通過將水基油墨的滴施于已加熱基質(zhì)上印刷數(shù)字圖案，其中水基油墨包含包含含水顏料分散體的著色劑、包含丙烯酸類樹脂分散體、優(yōu)選可熱交聯(lián)丙烯酸酯共聚物分散體的粘合劑和包含二醇或甘油的粘度增加物質(zhì)；

·將透明耐磨層施于數(shù)字圖像上；

·將基質(zhì)和板塊的芯用熱和壓力連接，由此形成建筑板塊。

優(yōu)選地，在印刷前，將基質(zhì)連接到芯上。

芯可以包含和填料混合的熱塑性材料。

芯可以包含用熱固性樹脂粘合的木纖維。

基質(zhì)可以在印刷前用熱和壓力層壓到芯上。

基質(zhì)可以是熱塑性箔或者經(jīng)蜜胺甲醛浸漬的紙。

基質(zhì)可以在印刷后與數(shù)字圖像相互疊合地壓花。

印刷頭可以是配置為施用粘度為至少約5cps的油墨滴的壓電印刷頭。

該方法可以包含在施用水基油墨前在基質(zhì)上施用基本干燥和有色的顆粒。

基本干燥的油墨和有色顆?？梢园瑹崴苄圆牧稀?/p>

水基油墨可以包含約15至35重量％的含水顏料分散體，和約5至20重量％的丙烯酸類樹脂分散體。

水基油墨可以包含約15至35重量％的含水顏料分散體，和約5至20重量％的可熱固化丙烯酸酯共聚物分散體。

基質(zhì)可以被加熱到約80至約130℃范圍內(nèi)或約10至約130℃范圍內(nèi)的溫度。

透明耐磨層可以是包含熱塑性材料的箔。

數(shù)字圖像可以通過使用專色(spot colour)印刷。通過使用專色，降低了滲出的危險(xiǎn)。

本發(fā)明基于第三主要原理，其中水基油墨通過將顏料、粘合劑和粘度增加物質(zhì)混合制備，從而使得它們特別適合于提供和維持在熱和壓力期間的高質(zhì)量印刷，沒有油墨滴的浮動(dòng)或滲出發(fā)生，并且它們與用于地板表面的樹脂和材料相容，從而不發(fā)生分層或負(fù)面影響設(shè)計(jì)或表面性質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)。油墨還與油墨頭相容并且油墨組合物包含成本有效、環(huán)境友好的材料和化學(xué)品。

本發(fā)明的第二方面是用于在印刷后在高于100℃壓制和加熱的板塊的基質(zhì)上數(shù)字印刷的水基油墨。水基油墨包含含水顏料分散體的著色劑，丙烯酸類樹脂分散體、優(yōu)選可熱交聯(lián)丙烯酸酯共聚物分散體的粘合劑，以及包含二醇或甘油的液體粘度增加物質(zhì)。水基油墨的材料組成為15至35重量％的含水顏料分散體和5至20重量％的丙烯酸類樹脂分散體，例如可熱交聯(lián)丙烯酸酯共聚物分散體。水基油墨的沸點(diǎn)高于100℃并且低于130℃。水基油墨的粘度在25℃下高于2cps并且低于15cps。本發(fā)明中的沸點(diǎn)在大氣壓力下確定。

液體粘度增加物質(zhì)可以包含可與水混合，具有高于100℃的沸點(diǎn)，并且熔點(diǎn)低于施用溫度的二醇或甘油。

液體粘度增加物質(zhì)可以包含乙二醇或丙二醇或聚乙二醇或二乙二醇或丁二醇或甘油。

液體粘度增加物質(zhì)可以進(jìn)一步含有去離子水作為溶劑。

水基油墨的粘度在25℃可以為約5至12cps。

水基油墨的沸點(diǎn)可以為約105至120℃

水基油墨可以被配制為當(dāng)被施于加熱到約100℃的致密表面時(shí)在少于一秒內(nèi)從液體狀態(tài)轉(zhuǎn)移到固體狀態(tài)。

水基油墨可以包含潤(rùn)濕劑。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種形成裝飾性層的方法，其包括：

·將基質(zhì)加熱至至少約80℃的溫度；

·通過用印刷頭將水基油墨滴施于已加熱基質(zhì)上印刷數(shù)字圖像，其中水基油墨包含含水顏料分散體、包含丙烯酸類樹脂分散體、優(yōu)選可熱交聯(lián)丙烯酸酯共聚物分散體的粘合劑和包含二醇或甘油的粘度增加物質(zhì)；

·將透明耐磨層施于數(shù)字圖像上。

基質(zhì)可以在印刷前層壓至板塊的芯上。

附圖簡(jiǎn)述

以下將結(jié)合實(shí)施方案參考所附示例性附圖更詳細(xì)描述本發(fā)明，其中，

圖1a至d圖示了生產(chǎn)LVT地板板塊的技術(shù)方案。

圖2a至f圖示了數(shù)字印刷方法的實(shí)施方案。

圖3a至d圖示了數(shù)字印刷裝置的實(shí)施方案。

詳述

圖1a顯示了連續(xù)形成的形式為L(zhǎng)VT板塊1的建筑板塊。板塊1具有可包含一個(gè)或多個(gè)主要由與20至80％的主要旨在降低材料成本的白堊或石灰石填料混合的PVC制成的芯層5a、5b、5c的芯5。每一層可以使用2至4個(gè)圓筒生產(chǎn)。

芯5在上側(cè)具有基質(zhì)4，其可以為包含熱塑性材料如聚氯乙烯(PVC)的已印刷裝飾性箔。裝飾性箔可以非常薄并且可以具有約0.05至0.15mm的厚度。將包含熱塑性材料如PVC的透明磨損層3施于基質(zhì)4上。透明磨損層3可以具有0.2至0.6mm的厚度。芯5通常包含穩(wěn)定層16以改善 溫度穩(wěn)定性。穩(wěn)定層16可以為玻璃纖維層?？梢詫⑵胶鈱?包括在芯5的后側(cè)以避免彎曲。將芯層5a、5b、5c、基質(zhì)4、透明磨損層3、穩(wěn)定層16、平衡層6在一個(gè)或多個(gè)步驟中使用熱和壓力在連續(xù)的操作中熔接在一起，其中使用一個(gè)或幾個(gè)輥?zhàn)?5或壓力帶加熱粘合層。粘合劑也可以用于將芯5連接至上層。熱塑性材料例如PVC的熱粘合可以在130℃至160℃的溫度下和在5至10巴的壓力下進(jìn)行?？梢允褂酶叩膲毫?。透明磨損層3可以包括聚氨酯(PU)的涂層2，其提供額外的耐磨和耐污漬。透明磨損層3可以被直接施于基質(zhì)4上的聚氨酯層2替換。

在所有實(shí)施方案中，基質(zhì)4和透明磨損層3和平衡層6可以被透明或有色熱塑性粉末如Vestolit PVC粉末(其優(yōu)選散布、壓制和熔接至板塊1的下層)替換，或包含Vestolit PVC粉末(其優(yōu)選散布、壓制和熔接至板塊1的下層)。箔和層可以被粉末以與紙?jiān)趯訅旱匕逯斜环勰┨鎿Q相同的方式替換，從而形成粉末基WFF表面。芯5包含一個(gè)或幾個(gè)芯層5a至5c并且優(yōu)選地玻璃纖維層16優(yōu)選如上所述連續(xù)生產(chǎn)。連續(xù)芯可以在施用粉末層之前被切割成板塊?？梢詫⒕哂谢虿痪哂蓄伭系臒崴苄灶w粒施于芯5的上和/或下部?？梢栽谧罱K壓制前使用例如通過輥?zhàn)踊蛲ㄟ^噴霧施用的粘合劑將粉末連接至芯。優(yōu)選地，平衡層6可包含粘合劑。

基質(zhì)、透明磨損層、芯層和熱塑性粉末可包含其他熱塑性材料如聚酯、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇縮丁醛或其組合。

圖1b示意性顯示了LVT板塊形式的建筑板塊的形成，其中連續(xù)壓制操作被不連續(xù)壓制46替換。壓制46可以具有幾次打開，例如十次打開，并且十塊板塊可以在每一次打開中在30分鐘內(nèi)壓制并在10分鐘內(nèi)冷卻。

連續(xù)形成比非連續(xù)壓制更成本有效，并且提供了更高的能力和更好的質(zhì)量。工業(yè)上新近的投資大部分是基于連續(xù)生產(chǎn)工藝的。

圖1c顯示形式為L(zhǎng)VT地板的建筑板塊1，其用機(jī)械鎖定系統(tǒng)浮動(dòng)安裝，所述機(jī)械鎖定系統(tǒng)包括用于垂直鎖定的舌10和舌槽9，和具有在第一 邊緣1邊緣中與相對(duì)的第二邊緣1’中的鎖定槽14協(xié)作的鎖定元件8并且在水平方向上鎖定的條7。板塊也可以具有直邊并且可以通過向下膠粘到底層地板上安裝。

旨在用于浮動(dòng)安裝的具有機(jī)械鎖定系統(tǒng)的LVT地板通常具有3至6mm的厚度。芯5的下側(cè)可以包含槽或洞以減少重量和節(jié)約材料。

圖1d顯示了形式為類似圖1c中的實(shí)施方案的具有彈性裝飾性表面并且表面層可以如上所述為粉末基的地板板塊的建筑板塊?；|(zhì)4和耐磨層3可以具有優(yōu)選比基質(zhì)4和耐磨層3軟、并且可以提供聲音降低的亞層11。在該實(shí)施方案中芯5是HDF、MDF芯或包含與木纖維混合的復(fù)合材料如熱塑性材料、優(yōu)選聚氯乙烯(PVC)或聚丙烯(PP)的WPC芯。可以使用很多其他芯材料，優(yōu)選耐濕氣材料如水泥粘合刨花板或其他類型的礦物基板材料。芯5甚至可以包含陶瓷材料并且彈性上層可以提供具有更小的聲音的軟表面。這樣的具有陶瓷芯的板塊也可以浮動(dòng)安裝并且可以包含機(jī)械鎖定系統(tǒng)。

圖2a顯示壓電印刷頭20的噴嘴，其將作為小滴22的水基油墨21施于在此實(shí)施方案中為PVC箔的基質(zhì)4上。在此實(shí)施方案中水基油墨具有包含以下的材料組成：

·含水顏料分散體

·包含丙烯酸類樹脂分散體、優(yōu)選可熱交聯(lián)丙烯酸酯共聚物分散體的含水分散體的粘合劑，

·適合于達(dá)到印刷頭的粘度要求的優(yōu)選和水混合作為粘度增加物質(zhì)的二醇或甘油。

油墨的優(yōu)選的材料組成，基于重量(重量％)，是約30重量％的顏料分散體，約10重量％的丙烯酸類樹脂分散體例如可熱交聯(lián)丙烯酸酯共聚物分散體，和約60重量％的如上所述的粘度增加物質(zhì)?；旌衔锟梢圆煌⑶覂?yōu)選的油墨可以具有15至30重量％的顏料分散體和5至20重量％的丙烯酸類樹脂分散體例如可熱交聯(lián)丙烯酸酯共聚物分散體和40至85重量％的粘 度增加物質(zhì)的組成。這樣的油墨可以具有105至120℃的沸點(diǎn)，并且它們適合用于在致密表面上、特別是在熱塑性表面上在增加的溫度下印刷。它們也和熱塑性樹脂、特別是蜜胺甲醛樹脂相容。當(dāng)印刷物在用于層壓和粉末基地板中的時(shí)候，丙烯酸類樹脂、例如可熱交聯(lián)丙烯酸酯共聚物在通常在高于120℃的溫度下開始的蜜胺甲醛樹脂的浮動(dòng)之前開始固化，并且將抵消顏料滲出，或者完全消除。

丙烯酸類樹脂可以是丙烯酸類或甲基丙烯酸類粘合劑。丙烯酸類樹脂可以是均聚物或兩種或更多種單體的共聚物。這樣的單體具有特定的官能團(tuán)，例如羥基、羧基、環(huán)氧乙基等。優(yōu)選的丙烯酸類粘合劑是含水陰離子聚合物分散體，例如BASF生產(chǎn)的Helizarin粘合劑。

含水顏料分散體可以包含2至5重量％的顏料。丙烯酸類樹脂分散體可以包含45至50重量％的丙烯酸類粘合劑，例如可熱交聯(lián)丙烯酸酯共聚物。丙烯酸類樹脂分散體可以進(jìn)一步包含水、表面活性劑、添加劑等。

大多數(shù)壓電印刷頭被設(shè)計(jì)為使用2至12厘泊范圍內(nèi)的粘度工作。高粘度頭優(yōu)選在約5至15cps的范圍內(nèi)，因?yàn)檫@樣的頭給出更多的靈活性以提供合適的如上所述的油墨組合物。通過在油墨中包括粘度增加物質(zhì)，水基空白油墨可以容易達(dá)到高于2cps的所有可能的粘度需要。

粘度增加物質(zhì)可以例如包含與蜜胺樹脂相容并且在施加熱時(shí)并且優(yōu)選在施加壓力時(shí)允許容易和快速的固化的水溶性聚乙二醇(PEG)。優(yōu)選的與熱固性樹脂相容的溶劑應(yīng)該可與水相混合，具有高于100℃的沸點(diǎn)和低于施用溫度的熔點(diǎn)。這樣的但是并不限于此的例子是乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、二乙二醇、丁二醇和甘油。也可以使用組合。

所有油墨配方可以包含小量、約1至2重量％的潤(rùn)濕劑，例如BYK或Surfinol和例如旨在用于控制細(xì)菌和真菌的化學(xué)品例如Actidice。

優(yōu)選顏料分散體在水基油墨中的量盡可能低，因?yàn)榇蟛糠钟湍杀旧婕邦伭戏稚Ⅲw。令人驚訝的是相當(dāng)?shù)偷牧康念伭戏稚Ⅲw，例如15重量％，就可以給出與35重量％幾乎相似的色度。用于其中不需要照片質(zhì)量的地板 應(yīng)用的油墨可以使用其量低至5重量％的水基顏料分散體生產(chǎn)。任何在5至35重量％之間的顏料分散體比例都可以使用。更高的顏料比例通常不具備成本競(jìng)爭(zhēng)力。

圖2a顯示了水基油墨的液體物質(zhì)不能滲透進(jìn)入致密和光滑的非多孔基質(zhì)4，例如熱塑性箔如PVC箔、經(jīng)蜜胺甲醛浸漬的紙或金屬箔如鋁箔，并且油墨滴22以不受控的方式浮動(dòng)并形成油墨滴22的簇。這導(dǎo)致不可能用于地板應(yīng)用中的低質(zhì)量印刷。

圖2b顯示使用水基油墨在附著在板塊1的芯5上的可以為熱塑性箔如PVC箔、經(jīng)蜜胺甲醛浸漬的紙或金屬箔如鋁箔的致密、光滑和非多孔基質(zhì)4上的印刷物?；|(zhì)4是致密的和非多孔的，使得油墨滴22在基質(zhì)4的表面上在施用后至少5秒后保持為液體。

板塊1和基質(zhì)4被加熱，優(yōu)選加熱到高于80℃的溫度，甚至優(yōu)選加熱到90至120℃的溫度。包含顏料23的液滴22中的丙烯酸類粘合劑在這樣的高溫下將幾乎立刻干燥并固化并且在高于80℃的溫度下油墨滴22的浮動(dòng)將被顯著減少。如果溫度被增加至約100℃、并且特別地如果施用小滴22、例如5至20皮升的滴，浮動(dòng)將進(jìn)一步減少。理想的溫度為水基油墨的沸點(diǎn)附近，在這一實(shí)施方案中為110℃附近。如果如圖1a所示印刷在層的熱粘合之后進(jìn)行的話，可以使用來自生產(chǎn)工藝的熱。如果使用高溫、小滴和高粘合劑含量的合適的組合的話，可以使用施于致密表面如PVC箔上的水基油墨獲得非常高質(zhì)量的印刷。印刷機(jī)優(yōu)選裝備有避免印刷頭在印刷期間過熱的冷卻系統(tǒng)。

印刷期間的高溫可以引起熱塑性箔變形并且在冷卻后可能得到不受控制的圖像尺寸。缺點(diǎn)在于這樣的設(shè)計(jì)在實(shí)踐中不可能用已壓花的筒或金屬板和表面的高質(zhì)量EIR形成組合。類似的問題當(dāng)印刷物被施于經(jīng)蜜胺甲醛浸漬的紙上時(shí)產(chǎn)生。這樣的問題可以用如圖2b所示的其中箔或經(jīng)浸漬的紙優(yōu)選牢固地附著在芯5上(例如熔接到熱塑性芯上或例如用熱塑性樹脂粘合到HDF芯上)的生產(chǎn)方法解決。

圖2c示意性地顯示數(shù)字印刷物可以以兩步使用最近由Innovation AB引入地板應(yīng)用的粘合劑和粉末(BAP)印刷方法形成。不具有任何著色劑或顏料的粘合劑或所謂空白油墨30數(shù)字施用并且用于粘合包含顏料23的粉末或所謂干燥油墨31。

可能包含包含顏料23的小有色顆粒例如熱塑性顆粒的粉末基干燥油墨31可以隨機(jī)以干形式施于可以為PVC箔的致密基質(zhì)4上。小顆?？梢杂烧澈显跓崴苄灶w粒例如Vestolit或木纖維上的顏料形成，并且粘合可以用可包含含丙烯酸乳液的粘合劑獲得。優(yōu)選將表面和箔加熱至高于80℃甚至更優(yōu)選地至約100℃的溫度。溫度應(yīng)低于基質(zhì)和干燥油墨粉末的軟化溫度從而使得干燥油墨顆粒不會(huì)附著在表面上并且可以容易地去除。粘合劑圖案或圖像由優(yōu)選僅在干燥油墨31上施用包含液體粘合劑的空白油墨30的油墨頭數(shù)字形成。粘合劑優(yōu)選包含丙烯酸類樹脂、優(yōu)選丙烯酸類樹脂水基分散體。空白油墨30中的粘合劑當(dāng)?shù)闻c熱干燥油墨顆粒31和熱基質(zhì)4接觸時(shí)干燥和固化。圖2d顯示了空白油墨30連接一些形成與空白油墨30相同圖案的干燥油墨31的顆粒，并且當(dāng)通過例如真空或空氣壓力將未粘合干燥油墨31除去時(shí)在基質(zhì)4上形成印刷物?？梢允┯脦追N顏色并且可以以成本有效地方式形成多顏色高質(zhì)量圖像，因?yàn)榭瞻子湍?0和干燥油墨31的成本顯著低于常規(guī)含顏料分散體油墨。BAP方法可以提供與常規(guī)數(shù)字印刷技術(shù)質(zhì)量相同甚至質(zhì)量更高的數(shù)字印刷物。主要優(yōu)點(diǎn)是印刷頭不再不得不處理可能堵塞印刷頭噴嘴的油墨。

圖2e顯示了如果干燥油墨顆粒31比施用的空白油墨滴22的直徑小從而使得滴覆蓋幾個(gè)并排或上下重疊施用的顆粒時(shí)是有優(yōu)點(diǎn)的?？瞻子湍螒?yīng)優(yōu)選具有足以覆蓋幾個(gè)顆粒和滲透至表面的油墨體積。油墨小滴的正常尺寸為約2至4皮升(＝1*10^-12升或0.000001mm³)并且?guī)讉€(gè)滴可以施于各自之上。每一小滴的尺寸可以增加，取決于油墨類型和頭類型，通常在10至40皮升之間并且這對(duì)應(yīng)于可以具有約30至100微米的直徑的小滴。尺寸為約10至20微米的干燥油墨顆粒容易粘合和去除?？梢栽O(shè)計(jì)可以發(fā)射 高達(dá)100至200皮升或更多的較大液滴的印刷頭。當(dāng)施用含有大量顏料的基色時(shí)，可以使用這樣的較大滴。

圖2f顯示BAP印刷物可以通過其中空白油墨30在步驟一中施于基質(zhì)4并且干燥油墨31此后施于空白油墨30上的方法中在致密和加熱表面4上形成。調(diào)整空白油墨中的粘合劑、基質(zhì)的溫度和始自空白油墨的施用至干燥油墨粉末的時(shí)間以使得僅與熱基質(zhì)4接觸的滴的下部30b開始干燥并且避免了滴的浮動(dòng)而在空白油墨滴30的上部30a還是濕的并且可以粘合施于滴30上的干燥油墨顆粒31。

一個(gè)可以獨(dú)立使用或者可以與以上加熱方法組合使用的替代性方法是改性空白油墨以通過例如增加二醇含量來增加粘度。優(yōu)選使用超過10cps的粘度。甚至更優(yōu)選粘度超過20cps的空白油墨。增加的粘度降低了油墨滴的浮動(dòng)并且可以使用BAP方法在塑料箔或在經(jīng)蜜胺/甲醛浸漬的紙上在正常印刷溫度下獲得高分辨率印刷物。實(shí)際上，將空白油墨施于溫度為20℃或更低的基質(zhì)上可能是有利的，因?yàn)槎嫉恼扯仍诘蜏叵螺^高。

圖3a顯示了具有升高的表面溫度的數(shù)字印刷物可以和芯層5a至5c、6和基質(zhì)4(其可以包含基色)的層壓一致。數(shù)字印刷物可以使用數(shù)字印刷機(jī)40印刷。

圖3b顯示了透明磨損層3可以被熔接到已印刷基質(zhì)4上并且保護(hù)性PU(聚氨酯)層2可以用可以為輥或數(shù)字印刷頭20的PU施用裝置47施用。UV固化裝置43在施用后將PU層固化。印刷和層壓步驟可以包括中間加熱操作，其中進(jìn)行油墨的額外的干燥以增加透明箔3至印刷物和裝飾性基質(zhì)4之間的粘合。也可將粘合劑層、優(yōu)選水基丙烯酸類粘合劑施于基質(zhì)4上和/或印刷物上和/或透明箔3上以增加粘合。

圖3c顯示了包括施用干燥油墨31的散布裝置、用優(yōu)選為壓電印刷頭的印刷頭20施用空白油墨圖案30的空白油墨施用裝置36以及除去空白從而形成數(shù)字印刷物P的干燥油墨去除裝置28的BAP印刷設(shè)備。未粘合干燥油墨顆?？梢允褂每梢詾榭諝鈮毫驼婵盏慕M合的空氣流除去。板塊1 的基質(zhì)4優(yōu)選在施用干燥油墨之前被加熱。

圖3d顯示了類似圖3c的與施用包含有色顏料和粘合劑的水基油墨的數(shù)字印刷機(jī)組合的粘合劑印刷設(shè)備。優(yōu)點(diǎn)是數(shù)字印刷物的形成可以由包含三種不同方法的三個(gè)步驟組成。第一基色可以包括在基質(zhì)4中，優(yōu)選在PVC箔中。第二基色可以通過BAP方法施用。第一基色和第二BAP基色可以提供形成數(shù)字印刷物需要的大部分顏料。小部分顏料、優(yōu)選少于20％可以用液體顏料基噴墨方法施用。這是一種非常有效的印刷方法。另一優(yōu)點(diǎn)是大部分最終印刷步驟可以在包含粉末顆粒的第二BAP顏色上進(jìn)行并且這樣的顆?？梢杂糜诒苊庥湍蔚母?dòng)。這使得可能在熱塑性材料上在正常的生產(chǎn)溫度下施用水基數(shù)字噴墨印刷物而不需要額外的加熱。

實(shí)施例1–水基油墨的配方物

為設(shè)計(jì)用于具有5至6cps的油墨的Kyocera Piezo印刷頭制備油墨配方物。將30重量％的含水顏料分散體和10重量％的可熱交聯(lián)丙烯酸酯共聚物的含水分散體(來自BASF的Helizarin粘合劑)與59重量％的包含去離子水、甘油和二乙二醇的含水粘度增加物質(zhì)混合。將1重量％的BYK潤(rùn)濕劑包括在油墨中。粘度在25℃下測(cè)量為6cps并且沸點(diǎn)是110℃。

實(shí)施例2–在增加的表面溫度下的數(shù)字印刷

將具有0.1mm白色裝飾性PVC箔的4mm的LVT板塊加熱到100℃并且在Kyocera Piezo印刷頭下移動(dòng)。用按照實(shí)施例1制備的水基油墨將木紋圖案數(shù)字印刷在熱表面上。水基油墨立刻固化并獲得高分辨率印刷物。將0.4mm透明PVC箔施于印刷物上并在160℃下和10巴的壓力下層壓。

在室溫下和在50℃、60℃和70℃下用板塊重復(fù)印刷。所有印刷物質(zhì)量非常低，具有相互連接的油墨滴的簇。油墨在施用后是濕的。在高于80℃的溫度下發(fā)生了相當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。在90至110℃的溫度下獲得了非常高質(zhì)量 的印刷物，油墨在高于100℃的溫度下是干燥的。印刷質(zhì)量在高于油墨的110℃沸點(diǎn)的溫度下逐漸下降。

在加熱到100℃的高光澤的鋁箔上重復(fù)印刷。得到了高質(zhì)量印刷物。