Поверхностное покрытие с селективным тиснением и способ его изготовления
Поверхностное покрытие с селективным тиснением, изготовленное посредством нанесения на основу слоя пластика с печатной краской, содержащей фотоинициатор, нанесения, гелеобразования и размягчения неотверждающегося покрытия, а затем отверждающегося покрытия поверх указанного слоя пластика, который предварительно был подвергнут гелеобразованию, механическому тиснению размягченного отверждающегося покрытия, активации указанного фотоинициатора и отверждению отверждающегося покрытия в этих участках поверх указанных красок, нагреванию для сплавления отверждающегося покрытия и слоя пластика и активации отверждающего фотоинициатора отверждающегося покрытия для отверждения отверждающегося покрытия в участках, на которые не была нанесена печатная краска. Способ позволяет создать эффекты текстуры поверхности посредством создания относительно большой глубины тиснения. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 4 табл., 4 ил.
Настоящее изобретение относится к способу изготовления механически тисненых синтетических покрытий и продуктов, полученных таким способом, которые могут использоваться для создания различных декоративных элементов, например, таких как напольные покрытия, обшивка (панели) для стен, потолков и перегородок, настольные салфетки, обивочные материалы и др. В частности, изобретение относится к покрытиям для пола, подвергнутым механическому тиснению и обработке для создания селективно тисненых участков поверхности, чем обеспечивается создание продуктов, имеющих более реалистичный внешний вид, включая различные уровни блеска. В число вариантов внешнего вида входят, например, керамическая плитка, камень, кирпич, песчаник, пробка, древесина и - в некоторых примерах осуществления изобретения - текстурированные линии, или линии цементного раствора между ними, а также их комбинации, такие как песчаник и керамическая плитка, текстурированная древесина и гладкая керамика, пробка и древесина, а также камень или шифер в сочетании с керамической плиткой.
Синтетические поверхностные покрытия, включая покрытия для пола и стен, используют в жилых, торговых и лечебных помещениях, где большое значение имеют декоративные эффекты, долговечность и простота установки и обслуживания. Эти покрытия могут быть предназначены для имитации разнообразных материалов каменной кладки, таких как керамическая плитка, камень и кирпич. Варианты исполнения могут иметь также уникальные сочетания цвета, вкраплений частиц и обладать другими декоративными свойствами, не присущими другим типам покрытий поверхности. На рынке постоянно растет спрос на синтетические поверхностные покрытия с улучшенными структурными свойствами, реалистично имитирующими не только текстуру материалов, таких как керамическая плитка, камень, кирпич, песчаник, пробка, древесина и их сочетания, но также текстуру цементного или известкового раствора, который обычно используют каменщики или другие мастера для заполнения пазов между этими материалами с целью фиксации их в нужном положении относительно друг друга.
Предприятия, изготовляющие покрытия, в течение многих лет использовали механическое тиснение, химическое тиснение, сочетание механического и химического тиснения, трафаретную печать и другие способы получения эффектов дизайна и текстуры, удовлетворяющих запросы потребителей. В патенте США № RE. 33599 описан процесс получения селективного матирования на синтетических покрытиях посредством осаждения на вспучиваемой или невспучиваемой несущей подложке (1) полимерного покрытия, содержащего, по меньшей мере, один первый инициатор полимеризации, по меньшей мере, в первой выбранной зоне и (2), по меньшей мере, одно второе покрытие, состоящее из сшиваемого мономера, содержащего, по меньшей мере, один второй инициатор полимеризации, по меньшей мере, во второй выбранной зоне. Вторая зона может охватывать, по меньшей мере, часть первой зоны. Первый и второй инициаторы запускаются различными "спектральными зонами". Вслед за предгелеобразованием выполняют полную операцию гранулирования, по меньшей мере, на части поверхности с последующим отверждением первой выбранной зоны, фиксируя таким образом гранулирование на ней. Затем проводят гелеобразование для сглаживания гранулирования во второй зоне. Продукт имеет селективно матированный внешний вид. Другие способы создания продуктов с различным уровнем блеска описаны в патентах США №4298646 и №4491616.
В соответствии с настоящим изобретением эффекты текстуры поверхности получают посредством создания относительно большой глубины тиснения по сравнению со способами мелкого гранулирования или напыления, используемыми для получения эффектов матирования или различного уровня блеска в соответствии с указанными выше патентами. Более конкретно, настоящее изобретение направлено на реалистическую имитацию покрытиями поверхности не только поверхностной текстуры разнообразных материалов каменной кладки, таких как керамическая плитка, камень, кирпич, песчаник, пробка, древесина и их сочетания, но, в некоторых вариантах реализации, также на реалистическую имитацию поверхностной текстуры цементного или известкового раствора в пазах между такими материалами.
В соответствии с настоящим изобретением разработан новый способ получения селективных участков с различным внешним видом, например текстурированных линий цементного раствора на поверхности синтетического поверхностного покрытия.
Таким образом, изобретение предусматривает новый и улучшенный способ создания поверхностного покрытия, как заявлено в п.1 формулы изобретения.
В способе согласно изобретению, по меньшей мере, часть (предпочтительно все количество) указанного первого фотоинициатора, использованного на этапе (в), мигрирует в студенистый слой пластика и в отверждающееся покрытие в процессе выполнения стадии (д) и после нее. На стадии (ж) все размягченное отверждающееся покрытие подвергают механическому тиснению с характерной структурой, такой как имитация цементного раствора. На стадии (з) указанный первый фотоинициатор активируют в камере посредством воздействия излучения с соответствующей длиной волны (например, ультрафиолетового) для отверждения отверждающегося покрытия на участках, покрывающих указанный слой печатной краски. После выхода из камеры активации продукт на стадии (и) поступает в термостат, в котором часть отверждающегося покрытия, не покрывающая указанный слой печатной краски и поэтому не отвержденная, сглаживается, так что в эти участках текстура, имитирующая цементный раствор, исчезает. Сглаженная поверхность отверждающегося покрытия может быть затем необязательно подвергнута механическому тиснению второй раз, но теперь со структурой, имитирующей, например текстуру камня, древесины или тому подобного. После этого продукт на стадии (л) поступает во вторую камеру активации, где отверждающееся покрытие, по меньшей мере, в участках, не подвергнутых печати, отверждают подходящим способом (например, посредством воздействия пучка электронов), чтобы отвердить отверждающееся покрытие в участках, не подвергавшихся печати, то есть в участках, которые не лежат над указанной печатной краской.
Узор или рисунок могут также быть напечатаны печатными красками без ингибиторов непосредственно на основу, не имеющую вспениваемого слоя пластика. Результирующий продукт имеет плоскую поверхность с различной текстурой или внешним видом, включая, в некоторых случаях, трехмерную структуру. В этом варианте осуществления изобретения текстурированные линии цементного раствора должны быть частью рисунка или узора, текстурированные линии цементного раствора будут утоплены заподлицо с верхней поверхностью продукта, то есть рельеф будет отсутствовать.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения для получения такого продукта вспениваемый слой пластика, содержащий пенообразователь, наносят на листовую основу. Полученную структуру нагревают для гелеобразования слоя пластика без активации пенообразователя. Затем на первый узор студенистого слоя пластика наносят первую печатную краску, содержащую фотоинициатор и ингибитор вспучивания, после чего часть ингибитора мигрирует в студенистый слой пластика. После стадий печати на всю поверхность студенистого слоя пластика, включая первую и необязательно вторую печатные краски, наносят первое, неотверждающееся покрытие, состоящее из пластизоля или органозоля. После этого на первое, неотверждающееся покрытие наносят второе, отверждающееся покрытие, и часть фотоинициатора в печатной краске мигрирует в покрытия. Затем выполняют гелееобразование покрытий с применением или без применения стадии охлаждения и с последующим размягчением поверхности посредством нагревания. Затем размягченные покрытия подвергают механическому тиснению с текстурой, имитирующей цементный раствор, после чего продукт отверждают внутри камеры посредством воздействия ультрафиолетового излучения для фиксации текстуры цементного раствора в тех частях отверждающегося покрытия, покрывающего печатную краску, которые содержат фотоинициатор. После выхода из ультрафиолетовой камеры продукт поступает в термостат для плавления и вспучивания, где участки отверждающегося покрытия, не покрывающие печатную краску, содержащую фотоинициатор, сглаживаются так, что в них исчезает текстура, имитирующая цементный раствор. Кроме того, участки студенистого слоя пластика, не содержащие ингибитор, нанесенный с печатной краской, вспениваются и набухают. Затем сглаженная поверхность отверждающегося покрытия может быть необязательно подвергнута механическому тиснению второй раз, но теперь с текстурой, имитирующей текстуру камня, древесины или подобную описанной выше. После этого продукт поступает во вторую камеру активации на стадии (л), где отверждающееся покрытие, по меньшей мере, в участках, не подвергнутых печати, отверждают подходящим способом для отверждения отверждающегося покрытия в этих участках, то есть в участках, не покрывающих указанную печатную краску.
Отверждающееся покрытие предпочтительно содержит полимер производного уретана, более предпочтительно, оно содержит полиуретан, и, наиболее предпочтительно, оно по существу состоит из полиуретана.
Отверждающееся покрытие может также дополнительно содержать тепловой инициатор, активируемый на стадии (л) или даже на стадии (и), если вторая стадия тиснения не используется.
Специалистам в данной области техники очевидно, что в способе и в продукте согласно изобретению может использоваться более одной печатной краски, и каждая краска может содержать фотоинициатор и/или ингибитор. Конечно, для получения нужных декоративных эффектов в сочетании с красками, содержащими фотоинициатор и/или ингибитор, могут использоваться печатные краски, не содержащие фотоинициатор и/или ингибитор.
В еще одном варианте осуществления изобретения вместо вспениваемых и/или отверждающихся покрытий могут использоваться каландрированные и/или экструдированные листы, как подробно описано ниже.
В способе согласно изобретению фотоинициатор означает инициатор, способный инициировать отверждение (например, сшивание) отверждающегося покрытия, будучи активирован особой электромагнитной энергией.
В отверждающееся покрытие в любое время перед поступлением продукта в камеру активации на стадии (л) может быть введен второй фотоинициатор. В одном из вариантов осуществления изобретения его вводят после выхода продукта из камеры активации на стадии (з), то есть после активации указанного первого фотоинициатора печатной краски на стадии (з). В таком случае на поверхность отверждающегося покрытия может быть нанесен жидкий фотоинициатор.
В другом варианте осуществления изобретения указанный второй фотоинициатор вводят в отверждающееся покрытие перед стадией (з), то есть перед помещением продукта в камеру активации на стадии (з). В этом варианте осуществления изобретения второй фотоинициатор выбирают из нечувствительных к нормальным условиям активации указанного первого фотоинициатора, и подбирают такие условия активации, преобладающие в камере активации на стадии (з), чтобы предотвратить активацию указанного второго фотоинициатора. В этом варианте реализации возможны различные способы выбора подходящего второго фотоинициатора.
В первом подходящем способе указанный второй фотоинициатор выбирают среди имеющих чувствительность к большей энергии активации, чем энергия, необходимая для активации указанного первого фотоинициатора.
Другой подходящий способ заключается в выборе указанного первого фотоинициатора среди чувствительных к первому диапазону электромагнитного излучения и в выборе второго фотоинициатора, чувствительного к другому диапазону электромагнитного излучения, но не к указанному первому диапазону электромагнитного излучения.
В еще одном варианте реализации способа согласно изобретению указанный второй фотоинициатор выбирают среди имеющих большее время миграции в указанный участок поверхности отверждающегося покрытия, чем время миграции указанного первого фотоинициатора в указанный участок поверхности отверждающегося покрытия.
В описанных выше вариантах реализации второй фотоинициатор может быть введен в отверждающееся покрытие любым удобным способом. Особенно удобный способ заключается в нанесении указанного второго фотоинициатора в виде жидкости на всю поверхность отверждающегося покрытия, например, с помощью кисти, окраской или распылением. Особенно предпочтительны жидкие растворы указанного отверждающегося фотоинициатора.
Активацию фотоинициаторов на стадиях (з) и (л) предпочтительно выполняют с применением электромагнитных излучений. Пригодно рентгеновское излучение. Предпочтительно ультрафиолетовое излучение.
В предпочтительном варианте реализации способа согласно изобретению предпочтительно выбирать отверждающееся покрытие, слабо подверженное тепловому отверждению или сшиванию инициатора. Наиболее предпочтительно отверждающееся покрытие, по существу не подверженное тепловому отверждению или сшиванию инициатора.
Далее изобретение описывается со ссылкой на чертежи, на которых представлено:
фиг.1 - схема последовательности операций способа согласно изобретению;
фиг.2 - фрагментарный вид в разрезе продукта, изготовленного в соответствии со способом, иллюстрированным на фиг.1, до нанесения отверждающегося покрытия на студенистый слой пластика. Этот вид и виды на фиг.3 и 4 приведены только для целей иллюстрации. Не предполагается, что толщина различных слоев показанных элементов изображена с соблюдением масштаба;
фиг.3 - фрагментарный вид в разрезе продукта, изготовленного в соответствии со способом, иллюстрированным на фиг.1, во время первой стадии отверждения с применением ультрафиолетового излучения (стадия (з));
фиг.4 - фрагментарный вид в разрезе продукта, изготовленного в соответствии со способом, иллюстрированным на фиг.1, после второй стадии отверждения с применением ультрафиолетового излучения (стадия (л)).
Согласно фиг.1 вспениваемый слой пластика, содержащий пенообразователь, наносят на листовую основу. Полученную структуру нагревают для гелеобразования слоя пластика, не активируя пенообразователь. Затем одним из обычных способов наносят на студенистый слой пластика первую печатную краску, содержащую первый фотоинициатор, с первым узором или рисунком. Затем одним из обычных способов на студенистый слой пластика наносят вторую печатную краску, содержащую ингибитор вспучивания и второй фотоинициатор, со вторым узором или рисунком, после чего ингибитор, содержащийся во второй печатной краске, мигрирует в студенистый слой пластика под второй печатной краской. Фотоинициаторы могут быть одинаковыми или различными. Они являются преимущественно ультрафиолетовыми инициаторами, то есть фотоинициаторами, способными инициировать отверждение или сшивание полимерного материала при активации особой электромагнитной энергией в ультрафиолетовом диапазоне спектра. Ингибитор должен быть выбран таким, чтобы скорость, с которой он будет мигрировать из второй печатной краски в студенистый слой пластика, была сравнима со скоростью всего процесса создания поверхностного покрытия. Специалистам в данной области техники очевидно, что узор второй краски может быть преимущественно зазором между двумя плитками, имитирующим покрытие керамической плиткой. Однако настоящее изобретение не ограничено таким рисунком и может обеспечить изображение любого желаемого рисунка. Специалистам в данной области техники очевидно также то, что термины "первая печатная краска" и "вторая печатная краска" служат только для различения красок и не обязательно относятся к порядку, в котором их наносят на студенистый слой пластика или непосредственно на основу. При этом не подразумевается, что для достижения нужного рисунка продукта в нужных цветах имеются только две печатных краски.
Затем на всю поверхность студенистого слоя пластика, включая слои первой и второй печатных красок, наносят прозрачное неотверждающееся полимерное покрытие. После этого на неотверждающееся покрытие наносят второе, отверждающееся покрытие.
Фотоинициаторы, содержащиеся в первой и второй печатных красках, впоследствии мигрируют в отверждающееся покрытие, нанесенное на неотверждающееся покрытие и краски. Фотоинициаторы должны быть выбраны так, чтобы скорость, с которой они будут мигрировать из печатных красок в отверждающееся покрытие, была сравнима со скоростью всего процесса создания поверхностного покрытия. Затем структуру, состоящую из основы, слоев пластика, первой и второй печатных красок, а также неотверждающегося и отверждающегося покрытий, нагревают для гелеобразования отверждающегося покрытия. Под воздействием тепла поверхность обоих покрытий размягчается, после чего оба размягченных покрытия подвергают механическому тиснению известным способом с помощью текстурированного валика. Текстурированный валик предпочтительно имитирует текстуру песка, цементного или известкового раствора, пробки, венецианской мозаики или тому подобных материалов, упомянутых выше.
Для фиксации тисненой текстуры в участках отверждающегося покрытия, покрывающих первую и вторую печатные краски, отверждающееся покрытие помещают в камеру, где его облучают ультрафиолетовым излучением определенной энергии и волнового спектра. В результате этого ультрафиолетовые фотоинициаторы обеих красок, мигрировавших в отверждающееся покрытие, активируются, что приводит к отверждению (например, сшиванию) отверждающегося полимерного покрытия участков, покрывающих первую и вторую печатные краски.
Затем продукт помещают в термостат, где он нагревается приблизительно до 170-220°С, предпочтительно до 185-195°С. В результате этого участки отверждающегося покрытия, не покрывающие слои первой или второй печатных красок, разжижаются и сглаживаются так, что деформации отверждающегося покрытия в этих участках, обусловленные механическим тиснением с помощью текстурированного валика, исчезают, то есть сглаживаются. Кроме того, участок вспениваемого слоя пластика, не лежащий под второй печатной краской, содержащей ингибитор, вспенивается и разбухает.
Затем продукт может быть подвергнут стадии второго механического тиснения известными способами, на которой на сглаженную поверхность отверждающегося покрытия наносят другую текстуру, такую как природный камень, древесина или тому подобное, описанное выше.
Раствор фотоинициатора отверждения наносят на поверхность отверждающегося покрытия.
Затем продукт помещают в другую камеру, где его облучают ультрафиолетовым излучением правильно выбранной энергии и волнового спектра для активации ультрафиолетового фотоинициатора отверждения отверждающегося покрытия, что приводит к отверждению (например, сшиванию) отверждающегося полимерного покрытия в участках, находящихся вне первой и второй печатных красок.
Важной особенностью способа и продукта согласно настоящему изобретению является то, что вся поверхность продукта может быть первоначально текстурирована на первой стадии механического тиснения без применения текстурирующего валика со специальным рисунком, управляемого для обеспечения совпадения с рисунком или отделкой поверхностного покрытия. Поэтому участки поверхности отверждающегося покрытия, не зафиксированные после первой стадии механического тиснения, будут размягчены в процессе последующей обработки для расплавления и вспучивания и станут гладкими в результате тепловой релаксации благодаря способности пластика восстанавливать первоначальную форму, как указано в патенте США №3887678.
Продукт, имеющий структуру, иллюстрируемую фиг.2-4, изготовлен способом, показанным на фиг.1. Как показано на фиг.2, вспениваемый слой пластика 1, содержащий пенообразователь, наносят на листовую основу 2. Затем полученную структуру нагревают для гелеобразования слоя пластика 1. Первую печатную краску 3, содержащую ультрафиолетовый фотоинициатор, и вторую печатную краску 4, содержащую ингибитор вспучивания и ультрафиолетовый фотоинициатор, наносят на студенистый слой пластика 1 в соответствии с первым и вторым рисунками.
Прозрачное неотверждающееся покрытие 5 (см. фиг.3) наносят на всю поверхность гелируемого слоя пластика 1 и первой и второй печатных красок 3, 4.
Затем на неотверждающееся покрытие 5 наносят отверждающееся покрытие 7.
После нагревания неотверждающегося 5 и отверждающегося 7 покрытий для их гелеобразования и размягчения размягченные покрытия 5, 7 подвергают первой стадии механического тиснения с помощью текстурированного валика для создания первой текстуры 8. Затем текстурированное отверждающееся покрытие подвергают облучению ультрафиолетовым излучением 9 для активации ультрафиолетовых фотоинициаторов обеих красок и таким образом отверждают ту часть (и только ту часть) отверждающегося покрытия 7, которая покрывает оба рисунка или узора красок 3, 4. Затем продукт нагревают в термостате для сглаживания участка покрытий 5, 7, не покрывающего печатные краски 3, 4, чтобы текстуры, относящиеся к первой стадии механического тиснения на этом участке, исчезли (см. фиг.4). Кроме того, участок студенистого слоя пластика 1, не содержащий ингибитора, покрытый второй печатной краской 4, вспенивается и вспучивается. Затем сглаженные участки поверхности отверждающегося покрытия могут быть подвергнуты второй стадии механического тиснения для создания второй текстуры.
На поверхность отверждающегося покрытия 7 наносят раствор отверждающего ультрафиолетового фотоинициатора (не показан).
Затем продукт подвергают воздействию ультрафиолетового облучения 10 для активации отверждающего ультрафиолетового фотоинициатора и отверждения таким образом участка отверждающегося покрытия, находящегося вне печатных красок 3 и 4.
Далее каждый компонент продукта и каждая стадия способа в соответствии с изобретением описаны в отношении различных предпочтительных и альтернативных вариантов осуществления изобретения.
Основа
Основой является относительно плоский волокнистый или неволокнистый листовой материал основы, такой как волокнистый, валяный или спутанный относительно плоский лист, состоящий из пересекающихся волокон. Основа может при необходимости содержать войлок или бумагу, тканую или нетканую. Она может содержать вязаный или изготовленный иным способом текстильный материал или ткани, изготовленные из целлюлозы, стекла, натуральных или синтетических органических волокон, или натуральных или синтетических минеральных волокон, или сетки или листы на основе или без основы, изготовленные из них, или заполненные или незаполненные термопластичные или термореактивные полимерные материалы. Она может также содержать компактный или вспененный слой. Эти и другие материалы основы хорошо известны и не требуют дальнейшей детализации.
Вспениваемый слой пластика
Вспениваемый слой пластика, когда он используется, может состоять из любого подходящего известного материала для изготовления вспененных пластиковых слоев на основе, но обычно используется поливинилхлоридный (ПВХ) пластизоль, органозоль, полиолефин, иономер (в частности, сополимеры этилена с акриловой и/или метакриловой кислотами под торговой маркой "Iotek"), пластифицированный ПВХ или термопластичный каучук. Этот слой может быть пигментирован или лишен пигментирования. Если слой пигментирован, предпочтительно выбирать цвет, являющийся средним из цветов конечного продукта, чтобы внешний вид и эстетика продукта поддерживались в течение срока его службы. Для опытного специалиста средним цветом является цвет, воспринимаемый при наблюдении поверхности с расстояния более чем примерно пять футов (приблизительно 1,5 м).
Вспениваемый слой пластика может содержать любой из различных материалов на основе смолы ПВХ, обычно используемых в сочетании с покрытием из декоративных листовых материалов, и может содержать конкретно материалы, описанные в патенте США №3458337, но не ограничиваться ими. Наряду с подходящим вспенивателем или порофором, как указано в упомянутом патенте, вместо него может использоваться смесь вспенивателей - азодикарбонамида (ABFA) и p.p'-оксибис (бензолсульфонилгидразид) (OBSH). Дополнительно могут использоваться обычные ингредиенты, такие как стабилизаторы, катализаторы вспенивателя и т.д. Конечно, требуется катализатор, если необходимо химическое ингибирование. Хотя предпочтительным вспениваемым слоем пластика является смола гомополимера ПВХ, могут использоваться другие смолы хлористого винила. Пригодны другие синтетические смолы, такие как полистирол, замещенный полистирол (в котором заместители предпочтительно выбраны из группы, состоящей из алкила, содержащего 1-10 атомов углерода, предпочтительно 1-4 атома углерода, и арила, содержащего 6-14 атомов углерода), полиолефины, такие как полиэтилен и полипропилен, акрилаты и метакрилаты, полиамид, полиэфиры и любая другая природная или синтетическая смола.
Состав вспениваемого слоя пластика должна быть совместим с расположенной под ним основой и печатными красками и при гелеобразовании должен давать гладкую и однородную поверхность для первой и второй печатных красок. С другой стороны, состав должен быть также совместим со всем составом продукта и, следовательно, с принципами настоящего изобретения. Как отмечалось, несущественно, чтобы в качестве вспениваемого слоя пластика использовался именно пластизоль. Могут применяться также органозоли и водные латексы, используемые в качестве дисперсионных или суспендированных сред, органические растворители и вода, соответственно, а не пластификаторы, как в случае пластизоля.
Вспениваемый слой пластика в значительной степени равномерно наносят в жидком состоянии на основу обычными средствами, такими как роликовая машина для нанесения покрытий, прямопрокатная машина, барабанное сито, вытягивающий барабан, обратная роликовая машина или проволоконамоточный барабан. Конкретный способ нанесения вспениваемого слоя пластика не относится к сути изобретения; может использоваться любой подходящий способ нанесения покрытия.
Толщина вспениваемого жидкого слоя пластика, наносимого на поверхность основы, в значительной степени однородна и находится в диапазоне примерно 2-30 мил (примерно 50-765 мкм), предпочтительно примерно 6-16 мил (примерно 150-410 мкм). Слой может быть толще или тоньше, как может требовать конкретное применение продукта.
Вместо вспениваемого слоя пластика на основу может быть нанесен слой пластика, не содержащий вспенивателя или порофора, таким же способом, как описано выше.
Гелеобразование
После нанесения на основу вспениваемого жидкого слоя пластика, содержащего пенообразователь, полученную структуру нагревают в течение определенного времени при температуре, достаточной для гелеобразования слоя пластика, но не достаточной для активации или разложения порофора или пенообразователя. Это может быть сделано в термостате или на нагретом хромовом барабане. Если для стадии гелеобразования использовать термостат, то хорошие результаты будут получены при выдержке в термостате в течение примерно 0,5-3,5 мин и температуре термостата примерно 120-160°С. Если использовать хромовый барабан, то хорошие результаты будут получены при выдержке на барабане в течение примерно 8-30 с и температуре барабана примерно 110-140°С. При кратковременной выдержке используют более высокие температуры, а при более длительной выдержке - более низкие температуры. Затем слой охлаждают, чтобы сделать поверхность пригодной для печати. Охлаждение обычно осуществляют посредством контакта поверхности вспениваемого студенистого слоя пластика (и иногда нижней стороны основы) с одним или более охлаждающими барабанами. В барабанах может циркулировать обычная или охлажденная вода. Охлаждение может быть интенсифицировано с помощью вентиляторов или воздуходувок. Такой же процесс гелеобразования может быть использован, если слой пластика не содержит вспенивателя или порофора, что будет видно специалисту. Для создания слоя, пригодного для печати, могут быть использованы также способы каландрования или экструзии с последующим ламинированием основы или листа, состоящих из материалов, подобных описанным выше.
Печатные краски
В предшествующем предпочтительном варианте осуществления изобретения первую печатную краску, содержащую фотоинициатор, наносят с первым рисунком или узором на студенистый слой пластика. Затем на студенистый слой пластика наносят вторую печатную краску, содержащую фотоинициатор и ингибитор вспучивания со вторым рисунком или узором. Подходящими печатными красками являются обычно используемые при нанесении поверхностных покрытий. Они содержат пластизоль, составы на основе растворителей и воды. Конечно, в дополнение к первой и второй печатным краскам для достижения целей дизайна могут быть использованы другие печатные краски, не содержащие фотоинициатора или ингибитора вспучивания. Кроме того, не требуется использовать и первую и вторую печатные краски, если используется, по меньшей мере, одна печатная краска с фотоинициатором. Или краска может использоваться одна или в сочетании с другими печатными красками, не содержащими фотоинициатора или ингибитора вспучивания. Если вспениваемый слой пластика не используется, краски, имеющие ингибитор вспучивания, не используют.
Первая, вторая и другие печатные краски могут быть пигментированными или непигментированными и могут содержать органические пигменты или частицы неорганического пигмента, такого как диоксид титана, оксид железа, сажа, слюда, перламутр и т.п. Декоративные отражающие частицы, такие как металлические, также могут содержаться как часть одной или более композиций печатной краски. Типы и компоненты первой, второй и других печатных красок могут быть одинаковыми или различными.
Первая и вторая печатные краски содержат фотоинициатор. Только в виде примера, но не в качестве ограничения укажем, что в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы следующие сшивающие ультрафиолетовые инициаторы: бензофенон, 2-хлоротиоксантон, 2-метилтиоксантон, 2-изопропилтиоксантон, бензоин, 4,4'-диметоксибензоин, этиловый эфир бензоина, изопропиловый эфир бензоина, бензилдиметилкетал, 1,1,1-трихлороацетофенон, 1-фенил-1,2-пропанедион-2-(этоксикарбонил)-оксид, диэтоксиацетофенон и дибензосуберон. Краски, содержащие фотоинициаторы, должны содержать фотоинициатор в концентрации примерно 1-15 процентов по массе, предпочтительно примерно 10 процентов по массе.
Вторая печатная краска содержит также ингибитор вспучивания. Только с целью примера, а не в качестве ограничения, укажем, что в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы следующие ингибиторы: бензотриазол, толилтриазол, фумаровая кислота и тримеллитовый ангидрид. Конкретный используемый ингибитор вспучивания не относится к сути настоящего изобретения, и для рядового специалиста доступны многие другие подходящие и приемлемые ингибиторы вспучивания.
Печать красок на студенистом слое пластика может быть выполнена способами ротационной глубокой печати, флексографской печати, трафаретной печати, прижимной или накатной печати или другими способами печати, обычно используемыми при создании продуктов для обшивки стен или пола.
После нанесения на студенистый слой пластика второй печатной краски ингибитор, содержащийся во второй печатной краске, мигрирует в студенистый слой пластика под второй печатной краской.
Специалистам в данной области техники очевидно, что в настоящем изобретении для печати рисунков или узоров на основе или на студенистом слое пластика могут быть использованы одна краска, две краски или много красок. Каждая краска может по выбору содержать фотоинициатор и/или ингибитор. Конечно, для достижения целей дизайна может использоваться краска без фотоинициаторов или ингибиторов. Специалистам в данной области техники очевидно также, что порядок печати неважен и не должен рассматриваться как ограничение изобретения. Кроме того, следует понимать, что участки печати красок могут перекрываться.
Неотверждающееся покрытие
После нанесения печатных красок на всю поверхность студенистого слоя пластика, включая покрытую первой и второй печатными красками, наносят жидкое неотверждающееся покрытие.
Толщина неотверждающегося покрытия, нанесенного в жидком липком неотвержденном состоянии на студенистый слой пластика и краску, в значительной степени однородна и находится в диапазоне примерно 80-400 мкм, предпочтительно примерно 100-250 мкм. Покрытие может быть тоньше или толще, как может требоваться конкретным применением продукта. Неотверждающееся покрытие наносят обычным способом, таким как описанный выше в отношении нанесения вспениваемого слоя пластика. Конкретный способ нанесения неотверждающегося покрытия не относится к сути изобретения; может быть использован любой подходящий способ нанесения покрытия.
В конкретном случае состав неотверждающегося покрытия может включать, например, пластизоль или органозоль.
Пластизоль представляет собой жидкую композицию, включающую ПВХ, пластификатор, стабилизатор, наполнитель и технологические добавки. В таблице 1 приведен пример конкретного состава пластизоля, который может быть использован в настоящем изобретении.
| Таблица 1 | ||
| Прозрачный состав | Пенный состав | |
| ПВХ - Lacovyl 1704 | 100 | - |
| - Pevicon P 682 | - | 100 |
| Пластификатор | ||
| - DOP | 40 | 30 |
| - ВВР | - | 10 |
| Стабилизатор - CA/Zn | 2 | 2 |
| Наполнитель - САСО3 | - | 50 |
| Технологические добавки - азодикарбонамид | - | 1,0 |
Органозоль представляет собой жидкую композицию, такую как пластизоль, но в которой вместо пластификаторов используются ПВХ-растворители, в частности хлоргидрокарбонаты или ацетон.
Неотверждающееся покрытие является предпочтительно прозрачным, но оно может быть окрашено до полупрозрачного состояния при условии пропускания электромагнитного (предпочтительно ультрафиолетового) излучения. Неотверждающееся покрытие может также содержать твердые макрочастицы, такие как осколки, хлопья и т.д.
Это неотверждающееся покрытие по существу не содержит инициатора теплового отверждения, сшивания или полимеризации. В предпочтительном варианте осуществления изобретения фотоинициаторы, содержащиеся в первой и второй печатных красках, затем мигрируют через участок неотверждающегося слоя, который был нанесен на первую и вторую печатные краски в отверждающемся покрытии, нанесенном ранее. Неотверждающееся покрытие скрепляют с печатным студенистым слоем пластика любым известным подходящим способом, например раскаткой.
Отверждающееся покрытие
В способе согласно изобретению отверждающееся покрытие наносят на неотверждающееся покрытие. В предпочтительном варианте отверждающееся покрытие содержит полимеры уретанового типа и, в частности, состоит в основном из полиуретана. Указанные полимеры характеризуются такими особенностями, как физическое высушивание и термическое и/или ультрафиолетовое отверждение. В таблице 2 приведен пример конкретного состава отверждающегося покрытия, который может быть использован в настоящем изобретении.
Кроме отверждающегося покрытия на основе полиуретанов в изобретении могут использоваться и другие, в частности, содержащие полимеры простых эфиров акрилатов или полимеры сложных эфиров акрилатов, например Ebecryl 80 или Ebecryl 851.
Как было упомянуто выше, на отверждающееся покрытие после стадии (з), в частности стадии (и), может быть нанесен второй жидкий фотоинициатор. В таблице 3 приведен пример конкретного состава такого жидкого фотоинициатора, который может быть использован в настоящем изобретении.
| Таблица 3 | |
| Вода | 100 |
| Byk 306 | 0,5 |
| Igracure 500 | 3,0 |
Стадия нагревания и первого тиснения
Для подготовки к механическому тиснению и отверждающееся, и неотверждающееся покрытия размягчают нагреванием. Продукт помещают в термостат, в котором поддерживают температуру примерно 100-160°С, предпочтительно примерно 130-140°С, примерно на 1-5 мин. Обычно используют термостат с рециркуляцией горячего воздуха и/или инфракрасный (ИК) термостат, обеспечивающий указанный диапазон температур. Затем поверхность продукта размягчают теплом, предпочтительно с помощью ИК термостата при температуре примерно 120-190°С, предпочтительно 150-170°С, измеряя ее пирометром перед прижимом валиков для тиснения.
После надлежащего размягчения покрытий их подвергают механическому тиснению с помощью текстурированного барабана, имитирующего текстуру песка, цементного или известкового раствора или подобного описанному выше. Текстурированный барабан функционирует под давлением, зависящим от необходимой степени текстурирования, известной специалисту средней квалификации.
Первое ультрафиолетовое (УФ) отверждение
Перед отверждением с помощью ультрафиолетового излучения продукт может быть охлажден. Это не обязательно, но желательно для ослабления испарения в ультрафиолетовой камере, которое может приводить к ослаблению воздействия на продукт ультрафиолетового излучения. По завершении первой стадии тиснения продукт помешают в камеру, где его подвергают облучению ультрафиолетовой лампой для отверждения участков отверждающегося покрытия, покрывающего первую и вторую печатные краски, содержащие фотоинициатор. На этой стадии происходит фиксация тисненой текстуры на участках поверхности покрытия, расположенных поверх краски, содержащей фотоинициатор.
Отверждение под воздействием ультрафиолетового излучения может быть выполнено в ультрафиолетовом реакторе, где продукт подвергают воздействию излучения регулируемой мощности с энергетической экспозицией приблизительно 10-150 мДж/см2, предпочтительно около 30 мДж/см2, при спектральной плотности потока излучения по длине волны приблизительно 20-160 Вт/см с использованием ламп Н-, V- или D-типа, предпочтительно ламп Н-типа.
Сплавление и вспучивание
После отверждения участков отверждающегося покрытия в вышеописанной камере извлеченный из нее продукт помещают в термостат, в котором поддерживают температуру примерно 170-220°C, предпочтительно около 190°С. Продукт выдерживают в термостате примерно 0,5-3 мин. Обычно используют термостат с рециркуляцией горячего воздуха и/или ИК термостат, функционирующий при этих температурах.
В процессе выдержки продукта при указанных температурах в течение указанного периода времени происходит сплавление основы, слоя пластика, слоев печатных красок и покрытия, а также вспенивание и вспучивание частей вспениваемого слоя пластика, не лежащих под второй печатной краской, содержащей ингибитор. Кроме того, части (то есть участки поверхности) отверждающегося покрытия, которые не были ранее отверждены, то есть не покрывают первую или вторую печатные краски, сглаживают так, что деформация и текстурирование в еще отверждающемся покрытии в этих участках, выполненная на стадии первого механического тиснения на этих участках, исчезает, то есть сглаживается. Более конкретно, в процессе выполнения этой стадии часть отверждающегося покрытия, не отвержденная (не сшитая) в процессе облучения ультрафиолетовым излучением, подвергается релаксации, имеющей эффект сглаживания текстурированной поверхности, в то время как часть отверждающегося покрытия, которая была отверждена в процессе отверждения под воздействием ультрафиолетового излучения, сохраняет текстурированный внешний вид. Это явление сглаживания требует проведения полного первого тиснения, выполняемого при как можно более низкой температуре, чтобы минимизировать механическую деформацию пластиковых компонентов, обусловленную воздействием на отверждающееся покрытие валика для тиснения.
Вторая стадия тиснения (необязательно)
После извлечения из термостата части отверждающегося покрытия (теперь отвержденного покрытия), не покрывающие печатные краски и, следовательно, сглаженные, подвергают механическому тиснению во второй раз известным способом, таким как обработка текстурированным роликом или другим обычным средством, имеющим текстуру, подобную натуральной текстуре камня, древесины или тому подобного, как описано выше.
Второе отверждение под воздействием ультрафиолетового (УФ) излучения
Продукт со стадии сплавления (или, необязательно, второй стадии тиснения) перед проведением отверждения ультрафиолетовым излучением может быть охлажден по причинам, изложенным выше применительно к первому отверждению ультрафиолетовым излучением. Затем продукт помещают в камеру, где его подвергают облучению излучением ультрафиолетовой лампы для сшивания части отверждающегося покрытия, покрывающего участки, не подвергавшиеся печати. Эта стадия обеспечивает фиксацию тисненой текстуры в этих участках поверхности покрытия.
Отверждение под воздействием ультрафиолетового излучения может быть выполнено в ультрафиолетовом реакторе, где продукт подвергают воздействию сфокусированного или диффузного ультрафиолетового излучения, предпочтительно сфокусированного излучения регулируемой мощности с энергетической экспозицией примерно 400-1000 мДж/см2, предпочтительно примерно 600 мДж/см2, при спектральной плотности потока излучения по длине волны приблизительно 200-600 мВт/см с использованием ламп Н-, V- или D-типа, предпочтительно ламп Н-типа. Такой ультрафиолетовый реактор может быть приобретен у фирмы lST (Германия).
Использование каландрованных или экструдированных слоев
Как отмечено выше, вместо любого или обоих вспениваемых слоев и/или отверждающегося слоя могут быть использованы в качестве слоев каландрованные или экструдированные листы. При использовании вспениваемого листа он формируется каландрованием или экструзионной головкой при температуре ниже температуры разложения вспенивателя или порофора или катализированного вспенивателя или порофора. Когда вместо отверждающегося слоя используется лист, он обрабатывается каландрованием или экструзионной головкой в условиях, при которых пероксид существенно не разлагается, так что он остается в отверждающемся слое. Когда используются листовые материалы, их накатывают на поверхность продукта, используя известные способы. В таблице 4 приведен пример состава такого листа, который может быть использован в настоящем изобретении.
| Таблица 4 | |
| ПВХ - Solvic 262 | 100 |
| Пластификатор - DINP | 25 |
| Стабилизатор - Ba/Zn | 2,0 |
| Наполнитель - СаСо3 | 30 |
1. Способ изготовления поверхностного покрытия, состоящий из последовательных стадий:
а) наносят слой пластика на основу;
б) нагревают слой пластика до температуры, при которой происходит гелеобразование слоя пластика для формирования студенистого слоя пластика, имеющего поверхность;
в) наносят на поверхность студенистого слоя пластика первую печатную краску, содержащую первый фотоинициатор, в соответствии с первым рисунком или узором;
г) наносят первое, неотверждающееся покрытие, состоящее из пластизоля или органозоля, поверх студенистого слоя пластика и первой печатной краски;
д) наносят второе, отверждающееся покрытие поверх указанного первого покрытия и проводят его необязательную сушку;
е) выполняют гелеобразование указанного второго и необязательно указанного первого покрытий;
ж) выполняют механическое тиснение второго, отверждающегося покрытия;
з) выполняют активирование указанного первого фотоинициатора и отверждение участков поверхности второго, отверждающегося покрытия, расположенного поверх первой печатной краски;
и) нагревают второе, отверждающееся покрытие, слой пластика и основу, при этом механическое тиснение в участках, не расположенных поверх первой печатной краски, сглаживается;
к) выполняют необязательное механическое тиснение второго, отверждающегося покрытия в участках, не расположенных поверх первой печатной краски;
л) выполняют отверждение второго, отверждающегося покрытия.
2. Способ по п.1, при котором на стадии (ж) выполняют тиснение также первого покрытия.
3. Способ по п.1, при котором отверждающееся покрытие на стадии (д) содержит производный полимер уретана.
4. Способ по п.3, при котором отверждающееся покрытие на стадии (д) содержит полиуретан.
5. Способ по п.4, при котором отверждающееся покрытие на стадии (д) состоит в основном из полиуретана.
6. Способ по любому из пп.1-4, при котором после стадии (з) активации указанного первого фотоинициатора на отверждающееся покрытие наносят жидкий фотоинициатор.
7. Способ по любому из пп.1-4, при котором
указанное отверждающееся покрытие дополнительно содержит тепловой инициатор;
указанный тепловой инициатор активируют на стадии (л).
8. Способ по любому из пп.1-4, при котором
слой пластика, нанесенный на стадии (а), содержит пенообразователь;
нагревание на стадии (б) выполняют без активации пенообразователя;
первая печатная краска на стадии (в) дополнительно содержит ингибитор вспучивания;
пенообразователь активируют на стадии (и).
9. Способ по любому из пп.1-4, при котором
слой пластика, нанесенный на стадии (а), содержит пенообразователь;
нагревание на стадии (б) выполняют без активации пенообразователя;
первая печатная краска на стадии (в) необязательно содержит ингибитор вспучивания;
между стадией (в) и стадией (г) на поверхность студенистого слоя пластика наносят вторую печатную краску, содержащую второй фотоинициатор и/или ингибитор вспучивания со вторым рисунком или со вторым узором;
пенообразователь активируют на стадии (и);
второй фотоинициатор активируют на стадии (л).
10. Способ по п.9, при котором первый фотоинициатор имеет более высокий коэффициент диффузии, чем второй фотоинициатор.
11. Способ по п.9, при котором указанный второй фотоинициатор выбирают из числа имеющих время миграции в указанный участок поверхности отверждающегося покрытия, большее, чем время миграции в указанный участок поверхности отверждающегося покрытия указанного первого фотоинициатора.
12. Способ по п.9, при котором первый фотоинициатор активируют при длине волны излучения, отличающейся от длины волны, при которой активируют второй фотоинициатор.
13. Способ по п.9, при котором первый фотоинициатор активируют при менее высоком энергетическим уровне, чем второй фотоинициатор.
14. Способ по п.9, при котором первый фотоинициатор выбирают из числа чувствительных к первому диапазону электромагнитного излучения, а указанный второй фотоинициатор - из числа чувствительных ко второму диапазону электромагнитного излучения, но нечувствительных к указанному первому диапазону электромагнитного излучения.
15. Способ по п.9, при котором указанный второй фотоинициатор наносят, по существу, на всю поверхность отверждающегося покрытия перед стадией (з) активации указанного первого фотоинициатора.
16. Способ по п.15, при котором электромагнитное излучение, по существу, является ультрафиолетовым излучением.
17. Способ по любому из пп.1-4 при котором
слой пластика, наносимый на стадии (а), содержит пенообразователь;
нагревание на стадии (б) выполняют без активации пенообразователя;
второе отверждающееся покрытие дополнительно содержит тепловой инициатор;
тепловой инициатор активируют на стадии (л).
18. Способ по любому из пп.1-4, при котором отверждение на стадии (л) осуществляется под воздействием облучения пучком электронов.
19. Способ по любому из пп.1-4, при котором поверхностное покрытие охлаждают, а затем поверхность повторно нагревают, чтобы смягчить его перед необязательным механическим тиснением.
20. Способ по любому из пп.1-4, при котором после гелеобразования слоя пластика на стадии (б) поверхностное покрытие охлаждают перед нанесением печатной краски.
21. Поверхностное покрытие, полученное способом по любому из пп.1-20, содержащее
а) основу;
б) слой пластика, покрывающий основу;
в) краску, напечатанную с рисунком или узором на указанном слое пластика;
г) неотвержденное покрытие, покрывающее слой пластика и краску;
д) отвержденное покрытие, покрывающее неотвержденное покрытие, причем отвержденное покрытие, покрывающее краску, подвергнуто механическому тиснению.
22. Поверхностное покрытие, содержащее
а) основу;
б) вспененный и химически тисненый слой пластика, покрывающий основу;
в) краску, содержащую фотоинициатор, нанесенный с узором на указанный слой вспененного пластика;
г) неотвержденное покрытие или неотвержденный слой, покрывающий вспененный слой пластика и краску;
д) отвержденное покрытие или отвержденный слой, покрывающий неотвержденное покрытие или неотвержденный слой, причем часть отвержденного покрытия или отвержденного слоя, расположенного поверх краски, подвергнута химическому и/или механическому тиснению.
23. Поверхностное покрытие по п.22, в котором краска содержит также ингибитор.
24. Поверхностное покрытие по п.22 или 23, в котором часть отвержденного покрытия или отвержденного слоя, не покрывающая краску, подвергнута механическому тиснению с текстурой, отличающейся от механически тисненой части отвержденного покрытия, нанесенного поверх краски.
25. Поверхностное покрытие по п.22 или 23 с дополнительным отвержденным покрытием или отвержденным слоем, содержащим полиуретановое покрытие.
