CN110446617A - Pvc塑料面板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及面板，特别是墙壁、天花板或地板面板，其包括基于聚氯乙烯、密度例如为900至2,500kg/m3的承载板(12)和施加在其上的薄膜(17)。该薄膜是薄的PVC薄膜并且包括直接印刷在其上的装饰图案(18)。

Description

PVC塑料面板
技术领域
本发明涉及基于硬质PVC(PVC-U)承载板的改进的面板，特别是墙壁、天花板或地板面板，及其制造方法。
背景技术
聚氯乙烯长期以来一直用于制造地板覆盖物。聚氯乙烯(PVC)是在不添加添加剂的情况下硬而脆的热塑性材料。然而，通过添加合适的辅助材料(诸如增塑剂、填料、着色剂、稳定剂等)，可以在较宽的范围内调节PVC的机械性能。为此，本文件中的术语“PVC”不是指纯聚氯乙烯，而是指包括通常添加和实际使用所必需的添加剂的PVC，除非另有说明。
在公报DE 10 2006 058 655 A1中描述了现有技术的典型示例。该公报公开了多层矩形层压板的形式的地板面板，其具有由柔软的聚氯乙烯制成的承载板和布置在聚氯乙烯层顶部的装饰纸层。装饰纸张的施加在技术上是复杂的并且涉及相当大的成本。
从DE 10 2006 029 963 A1中已知由聚氯乙烯制成的地板覆盖物，其涂有耐磨漆层，以改进PVC地板覆盖物的耐用性。漆层基于丙烯酸酯树脂并且通过辐射固化。该公报的核心在于向丙烯酸酯树脂中添加导电物质，以为成品地板覆盖物提供抗静电和/或导电性能。
同一申请人的WO 2008/061791 A1表示了漆涂层的进一步发展。该公报的内容通过引用整体并入本文。该公报的改进的核心在于以下事实：两种液体的、不同聚合物层湿对湿地施加到面板的表面，使得发生涂布剂的部分混合。然后，将这两种湿对湿涂层一起固化，其中，固化的所得涂层由于部分混合而具有硬度梯度，涂层的硬度随着从所得涂层表面的深度的增加而减小。
鉴于这些众所周知的PVC覆盖物，本发明的任务是提供一种面板，特别是墙壁、天花板或地板面板，其包括由(特别是)硬质PVC制成的承载板，该承载板将以比例如DE 102006 058 655 A1中已知的更便宜和更简单的方式来产生。另一个任务是提供具有改进的耐用性和高质量的装饰图案的这样一种面板。
在阅读本说明书时仍然提到的或者可以由专家认识到的这些和其它任务由根据权利要求1的面板和根据权利要求18的用于制造该面板的方法来解决。
发明内容
根据本发明，提供了一种面板，其包括基于聚氯乙烯的承载板和附着于其上的薄膜，其中，薄膜是具有0.04至0.2mm的厚度并包括直接印刷在其上的装饰图案的PVC薄膜，并且固化的聚合物层设置在PVC薄膜上方。聚合物层通常优选基于可聚合树脂，特别是丙烯酸酯树脂。通常，固化的聚合物层优选具有根据开头所述的同一申请人的WO 2008/061791的硬度梯度。
基于聚氯乙烯的承载板通常优选由硬质PVC(也称为PVC-U)构成，即它基本上不含或不含增塑剂。
与上述现有技术DE 10 2006 058 655 A1相反，本发明提供了一种无需单独装饰纸的面板，这是由于装饰图案直接印刷在PVC薄膜上。PVC薄膜的优点在于可以省去承载板的昂贵的预处理(尽管如果需要，预处理当然是可能的)。特别地，在根据本发明的厚度中，如果使用PVC薄膜，则无需研磨承载板的表面，并且也可以有利地省略现有技术中通常所必需的填料和底漆的施加。
在优选实施例中，聚合物层包含硬度梯度，使得聚合物层的硬度随着从聚合物层表面观察到的深度的增加而基本上连续地减小。这种具有硬度梯度的层与相对柔软的PVC薄膜结合是有利的，并且尤其实现了良好的隔音效果。
用于印刷装饰图案的印刷油墨是基于溶剂的，并且优选UV印刷油墨。这种印刷油墨轻微地溶解PVC薄膜的表面，导致印刷油墨牢固地固定在薄膜上。UV油墨的使用还导致油墨与PVC薄膜表面的非常好的交联。因此，UV油墨是特别优选的，这是由于它们含有可化学性地结合到后一种网络中的反应性溶剂，例如N-乙烯基己内酰胺。
因此，优选使用可聚合印刷油墨(墨水(tinte))，特别是基于BASF公司提供的可聚合丙烯酸树脂和/或N-乙烯基己内酰胺(液体反应性稀释剂)，来印刷装饰图案。申请人惊奇地发现，通过使用可聚合印刷油墨代替普通的水基乳液油墨，可以实现层体系的改进的粘合性能。这特别适用于具有聚合物层，尤其是具有硬度梯度的优选应用。已发现油墨中可聚合丙烯酸酯和N-乙烯基己内酰胺的合适的重量比例为2％至50％、更优选5％至40％、最优选10％至30％。这些值是指丙烯酸酯和N-乙烯基己内酰胺的总和。例如，印刷油墨中N-乙烯基己内酰胺的重量比例为3％至12％。
如果装饰层(即，装饰图案)的印刷油墨和聚合物层一起固化或聚合(如果装饰层直接印刷在比如数字印刷中，则装饰层实际上由印刷油墨构成)，则积极效果尤其明显。聚合物层或可聚合印刷油墨(诸如通常的可聚合丙烯酸酯或UV反应性油墨)的固化应理解为意指在聚合期间发生的化学反应。油墨和聚合物层的可聚合组分(丙烯酸酯体系和/或N-乙烯基己内酰胺)的联合固化(聚合)导致两层的交界处的化学交联，这被认为是改进层的粘合性的原因。
优选用于本发明的可聚合组分包括作为其主要组分的丙烯酸酯，特别是丙烯酸酯单体、低聚物和可选的光引发剂，以及作为液体反应性稀释剂的N-乙烯基己内酰胺。除了丙烯酸酯之外，N-乙烯基己内酰胺可以作为冲淡剂加入到印刷油墨中并且与它们一起聚合。或者，由于N-乙烯基己内酰胺本身可以聚合，因此也可以省去丙烯酸酯并提供相应的更大量的N-乙烯基己内酰胺。从德国公报DE 197 02 476 A1中，专家已知这方面的细节。在优选实施例中，可聚合组分因此基本上由N-乙烯基己内酰胺构成。光引发剂在辐射的影响下实现单体或低聚物的聚合，由此印刷油墨快速固化。
优选地，PVC薄膜具有从0.05至0.15mm、更优选从0.06至0.095mm的厚度。这种厚度可以很好地加工，并且特别是用压延机来施加。例如，可以使用加热的压延机来直接施加PVC薄膜，使得薄膜热连结/熔合到承载板上。然后，无需使用额外的粘合剂而将薄膜附着到承载板上，尽管替代地或附加地这可以当然是可能的。
优选地，基于聚氯乙烯的承载板具有900至2,500kg/m3、优选1,000至2,200kg/m3、更优选1,300至1,950kg/m3并且最优选1,350至1,500kg/m3的密度。这种密度导致非常坚固且耐用的板，当面板用作地板覆盖物时，这是特别有利的。另外，这些板允许锁定或耦合元件结合在板的侧边缘处，例如以便能够以形状配合的方式将若干相似的板彼此连接。
已经证明，承载板的厚度(强度)在3至20mm之间、优选在4至15mm之间、更优选在3至12mm之间并且最优选在4至10mm之间是有利的。已经发现，这些区域在制造加工期间为承载板的厚度提供了足够的稳定性，并且还提供了成品面板的足够的冲击音吸收性(当用作地板时)和尺寸稳定性。
在优选实施例中，包含UV底漆的层设置在PVC薄膜上。该层优选具有1至20g/m2、更优选2至15g/m2并且最优选2至5g/m2的表面质量。已经证明，例如，具有2g/m2的量的二丙二醇二丙烯酸酯是合适的材料，其具有良好的效果。底漆优选施加到印刷油墨上，从而改进印刷油墨、基材和聚合物层之间的粘合性。已经表明，特别是在油墨少的区域，通过使用底漆可以改进粘合性。
承载板通常优选是挤压PVC板。
在优选实施例中，在聚合物层中嵌入具有10至100μm、优选20至80μm、更优选25至70μm并且尤其是30至60μm的平均直径的耐磨颗粒，尤其是刚玉颗粒。耐磨颗粒使得可以显著增加根据本发明的面板的寿命。
在优选实施例中，使用数字印刷工艺直接施加到PVC薄膜上的装饰图案代表了根据本发明的面板的唯一装饰层，即，没有提供其它装饰纸或装饰薄膜。因此，无需提供单独的装饰纸或类似物，这导致显著降低成本并且简化根据本发明的面板的制造过程。
根据本发明，还提供了制造面板，特别是墙壁、天花板或地板面板，的方法。
如开头所述，根据本发明的优选实施例，装饰层的(装饰图案的)印刷油墨优选通过将其一起照射，而与施加在其上的聚合物层一起固化(聚合)。这导致在印刷油墨和施加在其上方的聚合物层之间的交界处使用的聚合物的部分化学交联。已经表明，可以实现聚合物层与承载板的特别好的粘合。
在该方法的第一步骤(步骤i)中，提供了基于聚氯乙烯、具有900至2,500kg/m3的密度的承载板。承载板优选由硬质PVC构成。然后通过压延机将具有0.04至0.2mm的厚度的PVC薄膜施加到该承载板上(ii)，然后将装饰图案印刷在PVC薄膜上(iii)。
在将装饰图案印刷在PVC薄膜上之后，将液体第一聚合物层施加到底漆层(iv)。在进一步的步骤中，聚合物层优选与印刷油墨一起固化(vi)。可选地，可以以液体形式将至少第二聚合物层施加到仍然湿润的第一聚合物层(v)，使得涂布剂部分混合。印刷油墨和聚合物层的固化可以在一个方法步骤中进行，但也可以在两个单独的方法步骤中连续进行。聚合物层的硬化或固化应理解为在聚合期间发生的化学反应。必须将其与这些层的干燥进行区分，在干燥中，仅减小或除去水含量。
优选执行步骤(iv)至(vi)，使得固化的聚合物层具有硬度梯度，其中，涂层的硬度随着从所得涂层的表面观察到的深度的增加而减小。在开头所述的WO 2008/061791 A1中更详细地描述了该处理，因此这里不再给出进一步的细节。
优选地，以使得PVC薄膜热焊接到载体层的方式来使用加热的压延机。以这种方式，可以在单个步骤中容易且安全地施加和固定薄膜。
此外，被直接印刷的装饰图案优选模仿木材、石材或瓷砖表面。PVC薄膜通常优选为单色或白色。这为大多数商业上使用的装饰提供了良好的背景颜色。
在下文中，将使用两个非限制性示例来更详细地解释本发明：
参考示例：“具有传统间接凹版印刷的面板”。
首先，通过辊涂机向具有4mm的厚度的PVC承载板提供基于市售水性丙烯酸分散体的底漆。在下一步骤中，通过辊涂机使用基于高度填充的水性丙烯酸酯分散体的平滑化合物，来使PVC承载板平滑。随后，通过浇铸施加与填料和有色颜料混合的基于水性丙烯酸酯分散体的底漆。在这些涂布步骤中的每一步骤之后，在80至200℃的温度下进行中间干燥。将以这种方式处理的PVC承载板供应到印刷机，该印刷机基本上由雕刻辊和用于将印刷图像从雕刻滚筒传送到板的橡胶辊构成。印刷图像由3个下游印刷单元产生，由此每个印刷单元施加其自己的由油墨颜料和水性丙烯酸分散体构成的印刷油墨。例如，如果模仿深色胡桃木，则施加5g/m2的印刷油墨。然后通过辊涂机将市售UV底漆施加到油墨层上。最后，如WO2008/061791中所述，施加聚合物层以产生具有硬度梯度的聚合物层。
示例2：“图案印刷在PVC薄膜上的面板”。
使用由硬质PVC制成的6mm厚的PVC承载板，并且使用加热的压延机将具有0.03mm的厚度的PVC薄膜施加到其上，使得将薄膜热焊接到承载板上。在附着的PVC薄膜上，使用数字打印机产生与示例1相同的装饰图像。然而，使用基于溶剂的、UV固化数字印刷油墨。为了产生印刷图像，需要约2g/m2的油墨量。首先，用150mJ/cm2(汞)固定油墨。然后，施加2g/m2的第一UV固化层，其主要包含二丙二醇二丙烯酸酯。在未照射的层上，施加含有与光引发剂混合的低聚物的双键。然后，用UV辐射源照射该化合物，并且固化可聚合组分。所得聚合物层包含印刷油墨及其上方的所有层。
附图说明
在下文中，使用附图更详细地解释本发明，其中：
图1示出了根据本发明的具有聚氯乙烯承载板12的面板10的示意性图示；和
图2示出了用于涂布的装置的示意图。
具体实施方式
在图1中，示出了承载板12，承载板12在其相应的边缘处具有允许各个面板10彼此连接的榫舌和凹槽连接。承载板由挤压硬质PVC(PVC-U)构成。
在承载板12上方布置PVC薄膜17。装饰图案(装饰层)18优选通过数字印刷工艺印刷在薄膜17的顶侧。根据应用，该装饰图案可以是任何图案。在PVC薄膜和装饰层上方，设置UV可固化聚合物层体系19。该图不是按比例绘制的，并且这里示出层彼此之间具有距离(在实际产品中不存在)以便使它们更清晰可见。特别地，板12比施加到其上的层厚得多，即在几毫米的范围内，而施加到其上的层仅占总mm的小部分。
在下文中，图2用作描述根据本发明的面板的制造或根据本发明的方法的示例。图2示意性地示出了用于涂布板12或用于产生面板10的涂布装置。板12由具有4-8mm的厚度的硬质PVC制成。板12由辊式传送机21引导通过涂布装置的各个工位。所示的涂布工位不应理解为穷举，而仅用作解释根据本发明的方法的示例并且纯粹是示意性地示出。在所示的工位的前面、后面和之间，可以设置进一步的加工工位，诸如进一步的干燥工位、用于施加底漆的工位、用于施加填料的工位等。第一工位30旨在为用于将PVC薄膜17施加到板12的顶部的压延机单元。薄膜从供应辊31上展开并且通过加热的压延机辊32附着到板12的顶部。使用本领域技术人员已知的合适的切割设备将薄膜切割成一定尺寸(未示出)。
在工位60中，使用数字印刷在PVC薄膜17上印刷装饰性装饰，特别是真正的木质装饰。在印刷后，在涂布工位70施加聚合物层。聚合物层被施加有硬度梯度，使得聚合物层的硬度随着从聚合物层表面观察到的深度增加而基本上连续地减小。为此，在第一涂布单元71中，施加基于可聚合丙烯酸酯体系的第一聚合物层。在工位72中，将另一湿对湿聚合物层施加到该第一聚合物层。第二聚合物层例如具有更高的双键含量，如上述硬度梯度应用中详细描述的。在工位71和72中，湿对湿地施加两个聚合物层，使得在两个层的交界处发生部分混合。在工位73中，在UV辐射的影响下，使两个聚合物层一起固化。
工位60优选是数字印刷工位并且使用基于可聚合丙烯酸酯的印刷油墨。在这种情况下，优选在工位60和70之间不发生油墨固化，而最多是中间干燥步骤，在干燥步骤期间，从油墨的可聚合丙烯酸酯中除去一些水分。然后，在固化工位73中，使印刷油墨、第一聚合物层和第二聚合物层一起固化，导致产生特别耐受的表面。

Claims (27)

1.一种面板，特别是墙壁、天花板或地板面板，包括基于聚氯乙烯的承载板(12)和附着于其上的薄膜(17)，其特征在于，所述薄膜(17)是具有0.04至0.2mm的厚度并包括直接印刷在其上的装饰图案(18)的PVC薄膜，并且固化的聚合物层(19)设置在所述PVC薄膜上方。
2.根据权利要求1所述的面板，其特征在于，所述聚合物层(19)包括硬度梯度，使得所述聚合物层的硬度随着从所述聚合物层的表面观察到的深度的增加而基本上连续地减小。
3.根据前述权利要求中任一项所述的面板，其特征在于，用于印刷所述装饰图案(18)的印刷油墨是基于溶剂的，并且优选是UV印刷油墨。
4.根据权利要求3所述的面板，其特征在于，可聚合的所述印刷油墨含有可聚合丙烯酸酯和/或N-乙烯基己内酰胺。
5.根据权利要求4所述的面板，其特征在于，用于印刷所述装饰图案(18)的可聚合的所述印刷油墨含有在油墨中的重量比例为2％至50％、更优选5％至40％并且最优选10％至30％的可聚合丙烯酸酯和N-乙烯基己内酰胺。
6.根据前述权利要求中任一项所述的面板，其特征在于，所述印刷油墨和所述聚合物层优选通过辐射一起固化。
7.根据前述权利要求中任一项所述的面板，其特征在于，所述装饰图案(18)通过数字印刷施加。
8.根据前述权利要求中任一项所述的面板，其特征在于，所述PVC薄膜具有0.05至0.15mm、更优选0.06至0.095mm的厚度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的面板，其特征在于，所述承载板(12)具有3到20mm之间、优选4到15mm之间、更优选3到12mm之间并且最优选4到10mm之间的厚度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的面板，其特征在于，包含UV底漆的层设置在所述PVC薄膜(17)上方。
11.根据前一项权利要求所述的面板，其特征在于，所述包含UV底漆(14)的层具有1至15g/m2的表面质量、优选1.5至10g/m2的表面质量、特别优选2至5g/m2的表面质量。
12.根据前述权利要求中任一项所述的面板，其特征在于，所述承载板(12)是挤压PVC板。
13.根据前述权利要求中任一项所述的面板，其特征在于，所述PVC薄膜(17)胶合或热焊接到所述承载板。
14.根据前述权利要求中任一项所述的面板，其特征在于，所述PVC薄膜(17)是单色的，并且特别是白色的。
15.根据前述权利要求中任一项所述的面板，其特征在于，耐磨颗粒设置在所述聚合物层中，其中，所述耐磨颗粒优选具有10至150μm、优选20至80μm、更优选25至70μm并且特别优选30至60μm的平均直径，并且进一步优选由刚玉构成。
16.根据前述权利要求中任一项所述的面板，其特征在于，所述聚合物层(19)基于下列丙烯酸酯中的一种或多种：1,6-己二醇二丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和二丙二醇二丙烯酸酯。
17.根据前述权利要求中任一项所述的面板，其特征在于，所述PVC薄膜(17)上除了所述装饰图案(18)之外，没有设置其它装饰层、特别是没有装饰纸或装饰薄膜。
18.一种用于制造面板，特别是墙壁、天花板或地板面板的方法，包括按给定顺序的以下步骤：
(i)提供基于聚氯乙烯、密度为900至2,500kg/m3的承载板；
(ii)通过压延机将厚度为0.04至0.2mm的PVC薄膜施加到所述承载板上；
(iii)在所述PVC薄膜上印刷装饰图案；
(iv)将第一聚合物层施加到所述PVC薄膜上；
(v)可选地：将至少第二液体聚合物层施加到仍然湿润的第一聚合物层上，使得发生所述聚合物层的部分混合；和
(vi)固化所述聚合物层。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，执行所述步骤(iv)至(vi)使得固化的所述聚合物层具有硬度梯度，其中，所述涂层的硬度随着从所得涂层的表面观察到的深度的增加而减小。
20.根据前述方法权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述承载板通过挤压制成。
21.根据前述方法权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(ii)中以使得所述PVC薄膜热焊接到所述承载板上的方式来使用加热的压延机。
22.根据前述方法权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过数字印刷将所述装饰图案直接印刷在所述PVC薄膜上。
23.根据前述方法权利要求中任一项的方法，其特征在于，所述PVC薄膜具有0.05至0.15mm、更优选0.06至0.095mm的厚度。
24.根据前述权利要求中任一项所述的面板或方法，其特征在于，基于聚氯乙烯的所述承载板(12)具有900至2,500kg/m3、优选1,000至2,200kg/m3、更优选1,300至1,950kg/m3并且最优选1,350至1,500kg/m3的密度。
25.根据前述权利要求中任一项所述的面板或方法，其特征在于，直接印刷的所述装饰图案模仿木材、石材或瓷砖表面。
26.根据前述权利要求中任一项所述的面板或方法，其特征在于，基于聚氯乙烯的所述承载板(12)不含增塑剂。
27.根据前述权利要求中任一项所述的面板或方法，其特征在于，基于聚氯乙烯的所述承载板(12)由硬质PVC(PVC-U)构成。
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