由数字印刷工艺构造的抗磨膜的制作方法

本发明涉及一种用于制造结构化耐磨膜的方法、结构化耐磨膜，结构化耐磨膜的用途以及具有结构化耐磨膜的装饰面板。

用于磨损保护的结构化表面本身是已知的，并且特别地，其用于保护装饰面板。

在本发明的意义上，术语“装饰面板”指的是在承载板上有装饰的墙板、天花板、门或地板。装饰面板以各种方式用于房间的室内设计领域以及建筑物的装饰覆面，例如，在展台搭建物中。装饰面板最常见的用途之一是用作板护面，用于覆盖天花板、墙壁或门。装饰面板通常具有装饰和旨在模仿天然材料的表面结构。

为了保护所施加的装饰层，通常在装饰层上方施加耐磨层或覆盖层。在许多情况下，人们会将模仿装饰样板的表面结构引入这样的耐磨层或覆盖层中，使得装饰面板的表面具有触觉可感知的结构，该结构在形状和图案方面与所施加的装饰相适应，从而达到即使在触觉方面也能尽可能地复制天然材料。

当用涂料构造结构化的磨损保护表面时，该结构通过压花工具以已知的方式引入。

这种方法存在缺点，尤其难以形成小的局部结构(例如孔)。另外，压花工具与装饰件的精确对准也会带来问题。另外，需要花费大功夫才能实现结构上的变化，并且例如因为必须为每个系列生产并更换压花工具，所以生产小批量产品时相对不经济。此外，不利的是，这种构造过程需要相当大的力，这就是为什么构造过程需要稳定的基面(untergrund)并且因此通常直接在装饰面板上进行的原因。特别是，这可能会导致工艺控制受到限制。

因此，对于用于磨损保护的结构化表面的生产仍然具备改进的空间。

因此，本发明的目的是提供一种用于磨损保护的结构化表面的改进方法，其至少部分地克服了现有技术中已知的问题。

该目的通过根据权利要求1所述的用于制造结构化耐磨膜的方法、并且进一步根据权利要求13所述的结构化耐磨膜、根据权利要求14所述的结构化耐磨膜的用途以及根据权利要求15所述的具有结构化耐磨膜的装饰面板来实现。在从属权利要求或说明书中详细说明了本发明的优选实施例，其中，如果上下文没有清楚地表明相反的意思，则在从属权利要求或说明书中描述或示出的其他特征，可以单独地或以任何组合地表示本发明的主题。

本发明提出了一种用于制造结构化耐磨膜的方法。该方法包括以下工艺步骤：

a.提供耐磨基底膜；

b.将可塑含涂料覆盖层施加于该耐磨基底膜的至少一部分区域；

c.使用数字印刷工艺至少部分地构造含涂料覆盖层，以产生该含涂料覆盖层的结构；以及

d.至少部分地固化该含涂料覆盖层。

令人惊讶地发现，当使用数字印刷工艺在耐磨膜上的可塑含涂料塑覆盖层中制造一结构时，可以获得耐磨表面的特别精细的结构。而且，已经进一步表明，可以特别简单地以各种方式将该结构相对于装饰对准。另外，由于不需要制造多种压印工具，所以可以确保经济地进行小批量生产；并且由于不需要特别稳定的基面，因此可以减少对工艺控制的限制。

在本发明的意义上，术语“结构化耐磨膜”应理解为可以施加于面板或其他材料的膜，其具有触觉可感知结构并可防止磨损。

在本发明的意义上，术语“耐磨基底膜”应理解为可以施加到面板或其他材料上的膜，其不必具有任何特殊的结构并且可以用作施加结构的基底。

在本发明的意义上，术语“可塑(formbar)”应理解为是指可塑性变形的材料，也就是说，该材料可由于力的作用而改变其形状。例如，该材料可以是液体或固体。

在本发明的意义上，术语“数字印刷工艺”应理解为是计算机控制的直接印刷方法。

在本发明的意义上，术语“固化”应理解为是指可塑材料失去其可塑性。例如，液态可塑材料被固化。例如，可塑性变形的固体通过固化而转变成可弹性变形的固体。在至少部分固化的情况下，材料可能部分地失去其可塑性，也就是说，在某些点(例如在其表面上)失去其可塑性。还可以理解为仅降低了材料的可塑性并且该材料不会变得完全不可塑。还可以理解为完全固化。

因此特别地，前述用于制造耐磨膜的方法可用于改善提供磨损保护的结构化表面的生产。

详细地，耐磨基底膜提供了可以在其上进行结构化的基底。通过将可塑含涂料覆盖层施加到耐磨基底膜的至少一部分区域上，提供了可构造层，该可构造层由耐磨基底膜支撑，因此可以很容易地成形，并且在整个过程中仍然可以被该耐磨基底膜引导。通过使用数字印刷工艺部分地构造含涂料覆盖层，以产生含涂料覆盖层的特别精细的结构。由于在数字印刷工艺中无需使用压花工具，因此作为基底的耐磨基底膜可以为构造过程提供足够的稳定性。随后，固化该结构化的含涂料覆盖层，被引入的结构将被固定，从而使得其即使在施加力的情况下也能基本保持不变。上述优点是由组件之间的相互作用产生的。

在本发明的一实施方案中，还可以规定，耐磨基底膜和/或可塑含涂料覆盖层具有塑料组合物，优选为丙烯酸酯类塑料组合物，特别是聚氨酯改性的丙烯酸酯塑料组合物。不言而喻，可塑含涂料覆盖层包括仍未固化的塑料组合物，使得该覆盖层可塑，并且耐磨基底膜包括至少部分固化的塑料组合物，使得该耐磨基底膜用作可塑含涂料覆盖层的基底。

由此结构化耐磨膜可以有利地实现整体柔性，并且同时具有特别好的保护特性，例如稳定性、耐刮擦性、耐热性、防水性等。

在本发明的优选实施方案中，塑料组合物可以包括二丙二醇二丙烯酸酯，其量优选为基于该塑料组合物的＞0至≤15wt.-％，以及季戊四醇、环氧氯丙烷和丙烯酸的反应产物，其量优选为基于该塑料组合物的≥2至≤15wt.-％。

在本发明的优选实施方案中，塑料组合物还具有催化剂，其量优选为基于该塑料组合物的≥1至≤10wt.-％。优选地，该催化剂可以是叔铵盐，特别是选自四丁基溴化铵、甲基三辛基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵及其混合物的叔铵盐。在本发明的特别优选的实施方案中，催化剂可以是四丁基溴化铵。

在本发明的优选实施方案中，塑料组合物还具有光引发剂，其量优选为基于该塑料组合物的≥0.1至≤2wt.-％。

在本发明的优选实施方案中，光引发剂可以是氧化膦，优选为芳族氧化膦，特别是苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦。

特别地，可塑含涂料覆盖层和耐磨基底膜都具有相同的塑料成分。由此可以实现以下目的，即是将含涂料覆盖层固化之后，可塑含涂料覆盖层和耐磨基底膜基本上均由相同的材料组成。例如，因为耐磨基底膜和含涂料覆盖层在固化后具有相同的光学性能，从而改善了该结构化耐磨膜的视觉印象，以及避免了该两层之间不必要的光折射现象。

在本发明的另一个实施方案中，耐磨基底膜和/或可塑含涂料覆盖层具有硬质材料，该硬质材料的量优选在5wt.-％至40wt.-％之间，其中，硬质材料的平均晶粒直径优选在10μm至250μm之间。

在本发明的意义上，术语“硬质材料”应理解为具有足够硬度的物质。例如，硬质材料的莫氏硬度至少≥8，优选地至少≥9。合适的硬质材料的示例包括：氮化钛、碳化钛、氮化硅、碳化硅、碳化硼、碳化钨、碳化钽、氧化铝(刚玉)、氧化锆、氮化锆或它们的混合物。

因此，有利地使得该结构化耐磨膜可以特别地耐磨。耐磨基底膜中的硬质材料可在结构化耐磨膜的整个表面上提供耐磨保护。可塑含涂料覆盖层中的硬质材料在该含涂料覆盖层固化后为结构提供耐磨保护。因此，该结构能够由于应力而较少钝化。

在本发明的另一种实施方案中，可塑含涂料覆盖层的厚度为≥1μm至≤5mm，优选为≥10μm至≤200μm，特别为≥50μm至≤60μm。在此可以规定，含涂料覆盖层的施加量为≥50g/m²至≤100g/m²，优选为≥60g/m²至≤80g/m²，例如为70g/m²。

有利地，这确保了可以产生足够深的结构，从而可以实现特别良好的触觉印象。另外，有利的是，可以足够快地对结构进行固化，使得该结构不会因可塑覆盖层的任何融化而改变。

在本发明的一个实施方案中，可塑含涂料覆盖层具有可以通过电磁辐射固化的材料，尤其是可以通过uv辐射和/或ir辐射固化的材料。

有利地，这确保了固化可以特别快速且局部地进行。根据本发明，可通过电磁辐射固化的材料应理解为是其中可通过电磁辐射引发化学反应的材料，反应结果使得该材料变得更硬。例如，该化学反应可以是聚合反应或交联反应。

在本发明的一个实施方案中，使用数字印刷工艺至少部分地构造含涂料覆盖层是通过利用喷墨工艺喷涂置换油墨来进行的。

根据本发明，术语“喷涂”应理解为是指以气溶胶射流的形式将材料以颗粒和/或液滴的形式施加到基面上。根据本发明，术语“置换油墨”应理解为是指一种油墨，例如液体、溶液或悬浮液，当其撞击可塑材料时，置换了部分的该可塑材料。根据本发明，术语“喷墨方法”应理解为是指一种方法，其中通过一个或多个喷嘴将油墨施加到基质中。

以这种方式，有利地实现可塑含涂料覆盖层由置换油墨的冲击而构造。在此，通过液滴或颗粒的作用，可以在油墨撞击的地方形成凹部(例如凹口或凹坑)，并在凹部的底部留有油墨。此外，由于在形成凹部时的置换，在该凹部周围会出现一面以脊呈现的壁。

在本发明的一个实施方案中，置换油墨基本上由油墨组合物组成，该油墨组合物选自丙烯酸酯类塑料、聚氨酯改性丙烯酸酯塑料、水、有机溶剂或它们的混合物。结果，一方面可以有利地实现置换油墨的良好喷射，另一方面可以具有良好的置换性能。

在本发明的优选实施方案中，油墨组合物具有丙烯酸乙氧基乙酯，优选为丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯，其量优选为基于该油墨组合物的≥20至≤40wt.-％。另外，油墨组合物具有被丙烯酸酯化的乙氧基化多元醇，优选为1,1,1-三羟甲基丙烷乙氧基化三丙烯酸酯，其量优选为基于该油墨组合物的≥20至≤40wt.-％。另外，油墨组合物具有氨基甲酸酯丙烯酸酯，其量优选为基于该油墨组合物的≥10至≤20wt.-％。另外，油墨组合物包含季戊四醇丙烯酸酯，其量优选为基于该油墨组合物的≥5至≤10wt.-％。此外，油墨组合物包含胺改性的丙烯酸低聚物，优选为三丙二醇二丙烯酸酯与二乙胺的反应产物，其量优选为基于该油墨组合物的≥5至≤10wt.-％。

在本发明的一个实施方案中，置换油墨在固化含涂料覆盖层时固化，并且与含涂料覆盖层交联。

以这种方式，有利地实现以下目的，即由于置换油墨与含涂料覆盖层粘合，因此可以产生特别稳定的结构。

在本发明的一个实施方案中，替换油墨在固化含涂料覆盖层期间蒸发。

这有利地确保实现特别深的结构，因为所施加的置换油墨会再次从凹部移除。

在本发明的一种实施方案中，所喷射的置换油墨的液滴速度、液滴体积和位置根据三维数字样板而变化。

通过改变和控制液滴速度，可以有利地实现具有不同深度结构的制造。还可以实现创建具有不同壁锐度的结构。特别地，该结构是否具有尖锐的边缘或钝的边缘都可以改变。结构的深度也可以通过改变液滴体积来改变。此外，凹部的宽度也可以变化。通过改变位置，可以设置有凹部和凸起的位置。结果，实现对结构的完全控制，从而可以根据三维数字样板生成期望的结构。根据本发明，术语“三维数字样板”应理解为是指以三个维度将一结构再现的样板，其中该样板可以例如以cad模型的形式存储在数字介质上。

在本发明的一个实施方案中，基于装饰产生数字样板，其中，该数字样板提供与装饰的触觉相对应的互补的凹部和凸起。

有利地，这确保了耐磨膜的触觉感知与装饰的视觉感知相匹配，从而例如使得该装饰面板能产生特别高质量的总体印象。

在本发明的一个实施方案中，固化是通过使用波长为≥10nm至≤450nm，优选为≥200nm至≤410nm的uv辐射来进行。

结果，以有利的方式实现了特别快速且均匀的固化。

在本发明的另一个实施方案中，固化在第一固化步骤中使用波长为≥315nm至≤450nm，优选为≥380nm至≤410nm的uv辐射，并且在第二固化步骤中使用波长为≥10nm至≤250nm，优选为≥170nm至≤225nm的uv辐射。

以这种方式可以有利地实现以下目的，即表面特别牢固地固化。此外，以这种方式可以实现特别高的耐化学性。此外，以这种方式可以实现即使没有光引发剂或仅具有少量的光引发剂也可以实现良好的固化。此外，仅需很小的热量输入即可进行固化。

在本发明的另一实施方案中，特别地，在第二固化步骤中，来自辐射源的uv辐射以≥5至≤30w/cm的输出功率来对含涂料覆盖层进行辐射。

结果，可以有利地实现在固化过程中仅将很少的热量引入到含涂料覆盖层。结果，此外，可以避免不希望的变形，同时仍然可以充分良好地固化该含涂料覆盖层。

在本发明的一个实施方案中，在固化期间，特别是在第二固化步骤中，uv辐射源和含涂料覆盖层之间的体积具有惰性气体氛围。这意味着惰性气体(例如n2或稀有气体)基本已经将uv辐射源和含涂料覆盖层之间的区域中的空气置换了。特别地，这意味着在uv辐射源和含涂料覆盖层之间基本上没有氧气直接暴露于uv辐射。

因此，可以以有利的方式实现以特别短的波长进行干燥。可以实现吸收较少的uv辐射。另外，可以实现uv辐射不会在空气中引起任何反应，例如导致产生臭氧的反应。另外，可以避免不希望的表面反应，从而产生特别稳定的表面。

在本发明的一个实施方案中，在结构化之后的小于5s、优选小于2s、特别地小于0.5s的时间内开始固化。

由此有利地实现：结构不会由于硬化之前的后继融化而改变。

在本发明的一个实施方案中，在结构化过程之前，将可塑含涂料覆盖层预固化。

因此，这有利地实现了调节含涂料覆盖层的粘度。以这种方式，可以实现在每个细节上精确地构造结构。这也可以理解为在结构化之前不久便开始固化，从而在结构化期间，形成的结构所达到的硬度足以防止其在最终固化之前的后续融化。

在本发明的一个实施方案中，该方法还具有以下步骤：

e.提供载体，该载体的至少一部分区域上具有装饰；以及

f.将耐磨基底膜施加在该装饰上；

其中，在施加、结构化和至少部分固化该含涂料覆盖层之前，将该耐磨基底膜施加在装饰上，其中优选地该含涂料覆盖层的结构至少部分地与该装饰同步产生。

其从而有利地实现结构可以直接与装饰同步地施加。例如，通过使用对准标记，可以将结构化过程与数字印刷工艺直接对准，以便与装饰同步地创建结构。

特别地，“载体”应理解为用作完成的面板中的芯层或基层，特别地，其可以具有天然材料，例如木材、纤维材料或包括塑料的材料。例如，该载体可以赋予板合适的稳定性或对此有所贡献。

在本发明的意义上，木材除了实木材料外，还可以是诸如交叉层压木材、胶合层压木材、夹芯板、贴面胶合板、单板层积材、平向木片板和弯曲胶合板。此外，在本发明的意义上，木材还可以是木屑压合板，例如压制板、挤塑板、定向结构板(osb)和层叠线材木，以及木纤维材料，例如木纤维绝缘板(hfd)、中等硬纤维板和硬纤维板(mb、hfh)，特别是中等密度纤维板(mdf)和高等密度纤维板(hdf)。在本发明的意义上，木材甚至是现代的木材，例如木质聚合物材料(木塑复合材料，wpc)、由轻质芯材(例如泡沫、硬质泡沫或蜂窝纸)制成的夹芯板、以及在其上施加矿物硬化木材(例如用水泥)的木屑压合板。此外，软木(cork)也代表本发明意义上的木材。

适合用于制造相应的面板或载体的塑料例如包括：热塑性树脂，例如聚氯乙烯、聚烯烃(例如聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp))、聚酰胺(pa)、聚氨酯(pu)、聚苯乙烯(ps)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚醚醚酮(peek)或者是这些热塑性材料的混合物或共聚物。塑料材料可以包括普通填料，例如碳酸钙(白垩粉)、氧化铝、硅胶、石英粉、木粉、滑石粉等。而且，它们可以以已知的方式着色。

特别地，载体可以是网状载体或板状载体。“网状载体”可以理解为是指这样的载体，其例如在其制造过程中具有网状长度，因此与其厚度或宽度相比其长度明显更长，并且其长度可以例如大于15米。

在本发明的意义上，“板状载体”还可以被理解为是指一种载体，该载体自网状载体中分离形成并且呈板状。此外，板状载体已经限定了待生产面板的形状和/或尺寸。然而，该板状载体也可以设置为大板。在本发明的意义上，大板特别指的是这样的载体，其尺寸数倍于最终装饰面板的尺寸，并且在制造过程中通过例如锯切、激光切割或水射切割而分割为相应的多个装饰面板。例如，大板可以对应于网状载体。

装饰可以例如通过印刷工艺施加到载体上。在此，合适的印刷基面也可以设置在载体上。可替代地，在本发明的意义上不排除以这样的方式施加装饰，即例如将已经印刷的纤维层(例如纸层)或者已经印刷的膜(例如由聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯制成的膜)施加到载体上。

在本发明的意义上，术语纤维材料包括诸如以下的材料：纸和基于植物、动物、矿物或甚至是合成纤维的非织布，以及纸板。除了纸和由纤维素纤维制成的非织布之外，基于植物纤维的纤维材料的实例是由生物质制成的板材，该生物质例如是稻草、玉米秸秆、竹子、树叶、藻类提取物、大麻、棉花或油棕纤维。动物纤维材料的实例是基于角蛋白的材料，例如羊毛或马毛。矿物纤维材料的实例是矿棉或玻璃棉。

装饰物还可以设置有含涂料层，该含涂料层在施加耐磨基底膜之后位于该耐磨基底膜和装饰之间。

本发明进一步提出一种结构化耐磨膜。

详细地，提供了一种结构化耐磨膜，优选地通过根据本发明的方法生产，该结构化耐磨膜包括耐磨基底膜；该耐磨基底膜具有施加并固定至该耐磨基底膜的至少一部分区域上的含涂料覆盖层；其中该含涂料覆盖层具有通过数字印刷工艺生产的结构。

利用这样的耐磨膜，可以使待保护的材料免于磨损。该膜可以已经被施加到待保护的材料上，或者可以单独提供。以这种方式有利地实现了例如与专门直接施加的耐磨层相比，该膜可以灵活地施加到待保护的材料上。结果，这样的膜也可以有利地独立于待保护的材料来生产。

本发明还建议使用根据本发明的结构化耐磨膜。详细地，提供了结构化耐磨膜用于保护装饰面板的用途，其中装饰面板包括载体以及在该载体的至少一部分区域上的装饰，并且结构化耐磨膜被施加到该装饰上，其中当结构化耐磨膜被施加时，含涂料覆盖层的结构至少部分地与装饰同步地对准。这意味着结构化耐磨膜仅在生产后才施加于装饰面板。耐磨膜的结构与装饰的至少部分的同步对准可以例如通过对准标记来实现。

根据本发明的用途，有利地实现了受保护的装饰面板的生产具有更大的灵活性。根据本发明的结构化耐磨膜的后续施加还防止了在面板上直接固化耐磨保护层的过程中，面板因可能的收缩而导致的变形。

本发明还提出一种具有结构化耐磨膜的装饰面板。

详细地，提供了一种包括结构化耐磨膜的装饰面板，其中，该装饰面板包括载体，该载体具有施加到其至少部分区域的装饰，以及根据本发明的、施加到该装饰上的结构化耐磨膜，并且其中结构化耐磨膜的结构在至少一些局部区域中与装饰同步。另外，可以在载体和装饰之间提供合适的印刷基面。装饰也可以设有位于耐磨保护膜和装饰之间的含涂料层。

这可以使装饰面板得到良好的抗磨损保护，同时具有特别精细的结构，其触觉与装饰的视觉感知相匹配，从而产生特别高质量的总体印象。

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