專利名稱：地板材料的成像方法
技術領域：
本發(fā)明涉及地板材料成像，尤其涉及通過一種新的圖像轉移方法在合成和樹脂地板材料上成像。
背景技術：
合成和/或樹脂材料早已應用在地板用途中。地板材料，如包含乙烯基類(包括聚氯乙烯)的地板條，都在使用。在日常家用和商業(yè)應用條件下，這樣的地板材料提供了防水性、低成本、抗霉性以及機械穩(wěn)定性。
大規(guī)模的乙烯基地板材料生產可以使用乙烯基材料的熱成型。通過使用熱量和壓力來進行壓延片材狀的地板條，并且熱量和壓力可以在表面的光滑處理工藝中使用。為了加快生產，使用快速冷卻到周圍環(huán)境溫度的方法。有或沒有其他成分的乙烯基材料快速冷卻，尤其是片材形狀的材料，給予乙烯基樹脂或乙烯基熱塑性材料一種可隨時間而改變的“熱記憶”。很快上述材料將會沿著片材的尺寸方向減小尺寸。當上述材料的溫度接近軟化溫度時，即使不向所述材料施加顯著的壓力，也會產生收縮的問題。因此，當乙烯基地板伴隨著施加熱量至周圍環(huán)境溫度以上的工藝使用時，如圖像轉移方法，產生了所不希望的收縮。熱轉移成像一般具有350 °F或者更高的溫度。這樣的溫度大大高于乙烯基樹脂或者熱塑性材料的軟化溫度?？赡艹霈F超過10%的收縮率，這主要會使圖像的質量產生失真，并且縮小地板材料的物理尺寸。為了輔助乙烯基/油氈地板材料的熱成型，有時使用如鄰苯二甲酸酯等的增塑劑和其他的增塑劑。這些增塑劑在環(huán)境溫度下為液體，無論是純的形式或者是與乙烯基地板組合物形成混合物，而無化學鍵合條件下都是如此。這些增塑劑降低了熱穩(wěn)定性，也是著色齊IJ的溶劑。增塑劑隨著時間的緩慢蒸發(fā)和在地板基體內部的遷移，導致了著色劑的溶解，這使圖像質量失真。熱塑性材料，如聚氯乙烯，聚醋酸乙烯及類似物，常在地板條中使用，用于提供適合熱力學成型的線性分子結構。然而，對后續(xù)的加熱工藝來說，如用于熱轉移成像，不具有足夠的所需要的三維穩(wěn)定性。即使當地板材料的溫度和/或壓力產生波動，無論是單獨還是聯合產生的，都可能會是如此。化學制品，例如家用清潔材料，有機溶劑，漂白劑和酶的物質，也都可能會在使用過程中改變熱塑性材料的聚合物基體。為了提高機械強度或者耐久性，利用無機填充物顆粒，如Al2O3和SiO2，一頂部涂層可被施加到乙烯基地板材料的表面。不考慮接受性能或者滲透性能，在應用了熱轉移成像印制工藝之后，這些涂層顯示出熱內聚性能差，主要歸因于熱膨脹系數的不同。所述涂層也會干擾圖像的轉移。

發(fā)明內容
提供一種新的用于地板材料的成像方法。所述方法涉及將印制的圖像熱轉移到地板材料上。通過油墨或者調色劑在一轉移介質上形成圖像，包括含有可熱轉移的著色劑(例如升華染料)的油墨或者調色劑被熱轉移到乙烯基地板材料上。從而得到提高的熱力學性能，或者抑制暴露于熱量條件下的收縮的地板材料。


圖I顯示了根據本發(fā)明的一優(yōu)選的數字化印制并轉移圖像的方法。圖2顯示了根據本發(fā)明的一片材狀或條狀地板材料，其已經通過熱轉移方法成像。
圖3顯示了一地板材料的實施方案的層，其在本發(fā)明中是有用的。
具體實施例方式本發(fā)明的一個目的是提供一種適用于熱轉移成像的地板材料。所述地板材料必須能夠經受住在成像操作中的加熱方法并不出現材料的物理熱收縮或者圖像失真。在本發(fā)明的一個實施方案中，所述地板材料包括至少兩層。一第一層，可含有一透明的或淺色的熱轉移圖像的接受性頂層，該層含有乙烯基材料；一第二較低層或者底層，其用作熱收縮控制層，該層被緊緊粘結到所述頂層。根據本發(fā)明的一例舉的成像方法，是使用乙烯基地板材料作為最終的成像基材。乙烯基地板是一種含有乙烯基的地板材料。在一個實施方案中，含有可升華著色劑的液態(tài)油墨被數字化打印到一中間轉移片材上，該片材可以是紙。所述著色劑接下來被加熱到它們的熱活化溫度，由此，所述著色劑活化并轉移到所述乙烯基地板材料上。在升華著色劑或顏料的情況下，熱活化使所述升華著色劑升華并粘合到所述乙烯基地板材料上，為此所述可升華著色劑具有親和力。包括升華顏料的著色劑的熱活化通常出現在160°C到210°C，或者大約325 T到410 0F0在另一實施方案中，形成在所述地板材料上的圖像可通過直接打印獲得，或者使用包含可熱擴散性的著色劑的油墨或調色劑，該著色劑包括加顏料的著色劑、分散染料和升華染料。所述圖像通過接下來的定影方法被固定到基材上，該方法可以是加熱和/或輻射方法。用于進行熱定影方法的溫度一般介于160°C到210°C之間，或者大約325 T到410 T。為了減少熱收縮和提高所述乙烯基地板材料上的圖像的熱穩(wěn)定性，在本發(fā)明的一個實施方案中，使用了鑄造乙烯基材料。該實施方案中的所述地板材料可包含有片材狀的乙烯基(聚氯乙烯或者聚偏二氯乙烯)制品。鑄造乙烯基地板可按照需要的厚度直接被形成，在此，聚合物基體中的分子在成型溫度下(高于環(huán)境溫度)處于熱平衡的階段，而在薄膜形成工藝過程中不允許乙烯基成分帶有“熱記憶”。因此，所述地板材料更加穩(wěn)定。再者，鑄造乙烯基片材狀地板材料具有更好的一致性和耐光性。相比之下，壓延乙烯是通過使用熱機械力沿著片材的尺寸方向拉伸所述乙烯基材料而形成。接受的乙烯基聚合物層的厚度可在15到250微米的范圍之內?？筛鶕景l(fā)明使用一種熱老化或者熱調節(jié)工藝。該熱老化工藝允許該乙烯基組合物(有或沒有底層)，在與熱轉移成像溫度接近的溫度下，但是在熱轉移成像工藝之前進行作用，從而可實現貫穿在聚合物基體中的熱平衡。如果要使用一種非鑄造類的乙烯基地板片材或條，這一工藝尤其有用。再者，這樣一種熱老化或者熱調節(jié)工藝有助于除去位于接受的乙烯基聚合物基體中的不期望的增塑劑或者增塑劑殘留。所述熱老化溫度應當接近于熱轉移成像溫度。相當低的溫度，如25 °F的差異，就不太可能會有效地達到熱平衡?？梢栽谝蚁┗匕迤闹圃炱陂g進行所述老化工藝，緊隨在片材形成步驟之后，但是在粘結底層之前。老化也可在所述熱轉移圖像工藝之前進行。基于具體的乙烯基材料，可以使用介于325 T到400 °F之間的熱老化溫度，對于許多材料來說，優(yōu)選的溫度是介于325 T到375 °F之間，并且老化的時間段介于30秒到300秒。在另一實施方案中，在形成所述接受性乙烯基層中，沒有使用增塑劑或者超級增塑劑材料，或者這些材料以最少量的應用使用。增塑劑是在所述片材形成過程中有助于乙烯基材料的可塑性和/或柔韌性的添加劑，但是對人和環(huán)境是有害的。這些材料對圖像穩(wěn)定性也是有害的。通常用來形成乙烯基片材的增塑劑鄰苯二甲酸酯類，包括鄰苯二甲酸二-2-乙基己酯(DEHP)，鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP)，鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)，鄰苯二甲酸Dindecyl酯(DUP)，以及鄰苯二甲酸苯甲基丁基酯(BBP)。不完全聚合的亞麻仁油、妥爾油或者類似物，當進入到油氈產品中時，也可用作增塑劑，以及對圖像穩(wěn)定性可能是有害的。因此，優(yōu)選避免使用它們。對于本發(fā)明，優(yōu)選地，不到1%的全部非鄰苯二甲酸酯類型的增塑劑被使用；并且在形成所述乙烯基接受層中，最優(yōu)選不使用增塑劑。非鄰苯二甲酸酯增塑劑的實例包括但不限于以下BASF生產的Hexamoll . DINCH, Colorite Polymers生產的 Colorite 系列，以及 Eastman Chemicals 生產的 Eastman DBT。為了低用量或者不用外部增塑劑而保證優(yōu)良的一致性和柔韌性，優(yōu)選使用平均分子量(Mn)在1，000到100，000之間的聚氯乙烯(PVC)，最優(yōu)選的是分子量在2，000到10，000 之間。優(yōu)選地，可使用具有高的升華打印接受性能的熱固性聚合物材料作為所述接受性乙烯基組合物的部分。這些聚合物不僅提高熱轉移成像的接受性來提高最終圖像的顏色 逼真度，而且防止著色劑在所述乙烯基聚合物基體的內部熱遷移。這與熱塑性材料相反，在打印之后熱塑性材料缺乏升華著色劑的“鎖定”性能。微觀層面來說，這些聚合物提供改進的三維結構穩(wěn)定性，并提供在乙烯基熱塑性基體范圍內的升華著色劑的持久性。合成的熱固性聚合物材料，如聚酯，如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)，聚氨酯O3U),聚酯二醇如聚對苯二甲酸乙二醇酯二醇(PETG)，聚酰胺(PA)和聚酰亞胺(PD，無論是均聚物，共聚物，三元共聚物或類似形式，在所述乙烯基地板材料的形成工藝中，都可被用作共鑄造、共擠壓、共壓延成分，或者被用作填充劑/添加劑。優(yōu)選地，所述熱固性聚合物按重量計范圍在1%到50%。著色劑，包括染料和顏料，以及添加劑如熱或輻射穩(wěn)定劑，聚合催化劑，發(fā)泡劑，輻射阻止劑，熒光增白劑，光反射成分等，都可被用于該接受性乙烯基層，從而取得所述地板制品所希望的熱性能、機械性能、聲學性能、視覺外觀性能、輻射穩(wěn)定性或耐化學性能等性能。負熱膨脹(NTE)材料也可被用作乙烯基聚合物組合物中的添加劑。這種材料的一個實例就是鎢酸鋯(ZRW2O8)。在本發(fā)明的一個實施方案中，使用用于所述乙烯基地板材料中的底層或者襯底。本發(fā)明中的底層包括熱穩(wěn)定材料，如玻璃纖維、亞麻或黃麻、竹子、金屬、合成工程聚合物稀松布或者沿著片材軸向(x_y平面)的纖維嵌入結構。所述底層優(yōu)選地要滿足ASTM F1303標準(具有襯底的片狀乙烯基覆蓋層標準規(guī)范)。所述稀松布或纖維材料具有相對較小的熱膨脹系數。如，聚氯乙烯(PVC)的線性熱膨脹系數在20°C是5.2X10_5/°C，而不銹鋼稀松布在20°C是I. 7X10_5/C，典型的木質材料如竹子在20°C是O. 65X10_5/C。帶有熱膨脹系數低的纖維材料的嵌入纖維或稀松布，具有樹脂、塑料或者橡膠組合物，使得在熱轉移印刷期間尺寸結構穩(wěn)定化。在本發(fā)明中，優(yōu)選使用線性熱膨脹系數(在20°C)小于2.0X10—5/C的纖維。天然或合成的聚合物，例如橡膠膠乳，三聚氰胺或尿醛(如六甲氧基甲基三聚氰胺，羥甲基dimenthoxy甲基三聚氰胺，二羥甲基脲，N, N- 二羥甲基乙烯脲)，反應和非反應性聚合物硅烷，苯乙烯丙烯腈(SAN)，環(huán)氧，聚酯，聚氨酯，合成橡膠例如丁二烯橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、齒代丁基橡膠、氯丁橡膠或氯丁二烯橡膠，乙烯基類如聚氯乙烯等可被使用作為主要成分，無論單獨或者混合使用，并結合低的熱膨脹纖維材料。由此產生的底層可以被熱粘結或化學粘結到所述接受性的乙烯基層。為了防止在轉移或者成像工藝過程中的不 均勻的熱膨脹或者收縮，所得到的底層和接受性的乙烯基層之間的熱膨脹系數的差異應該優(yōu)選不超過5 %。層與層之間的熱膨脹的巨大差異，在熱轉移成像工藝以后，可能導致所不希望的彎曲或卷曲，或者甚至層的分離。所述底層的厚度可在50到500微米的范圍內。為了防止不必要的向底層的著色劑遷移或擴散，可在所述底層和所述接受性乙烯基層之間施加于或形成一個任選的阻擋層。該阻擋層抑制著色劑從圖像接受性層的滲透或遷移，尤其是在長期使用中。圖像的清晰度和光強度因而可以在整個地板材料的使用期間被維持。有很少直至沒有親和力和/或有很少直至沒有著色滲透傾向的高交聯聚合物/樹脂材料優(yōu)選用于形成該阻擋層。這種材料的實例包括高密度聚乙烯或聚丙烯，金屬化的聚乙烯或聚丙烯，聚醚丙烯酸酯，環(huán)氧化物聚合物，聚硅氧烷，纖維素或改性纖維素聚合物，或有機金屬聚合物材料。在一個實施方案中，使該纖維材料取向，從而使纖維或稀松布沿著所述底層的片材平面雙軸地鋪放(X-Y平面，而不是Z軸)，所以全部的熱膨脹或收縮都被最優(yōu)化地控制。優(yōu)選地，用于所述底層的膨脹系數低的纖維的重量百分數不得少于I %，更優(yōu)選地重量百分數不低于5%。將任選的清晰的或透明的通透聚合物層6施加到所述接受性的乙烯基層8的表面，該乙烯基層被施加在底層10或襯底上，如圖3所示。所述清晰的或透明的層可通過層壓或涂敷制成。此處使用的“通透”一詞意思是，在熱轉移步驟中，印制在轉移介質上的所述可熱活化或升華著色劑將升華或擴散通過所述聚合物層，并冷凝沉積在所述接受性乙烯基層上。然而，在轉移工藝完成后，這樣的層不允許材料升華圖像的冷擴散。因此，通過“通透”聚合物層的覆蓋范圍，可以提供額外的機械、輻射和化學保護。所述清晰或透明的“通透”涂層進一步包括至少一種透明的聚合物或樹脂材料，該材料有很少直至沒有對于氣化的或凝結的升華染料的親和力，并在轉移印制工藝中，允許所述升華圖像從所述層的外部穿過到達所述接受性乙烯基層。所述圖像然后永久粘結到所述接受性乙烯基層，并處于所述通透層的下方。熱固性或熱塑性聚合物材料能夠形成“通透”層或膜，其可以是天然的或合成的，可用作該涂層的成分。為了實現耐光性和機械穩(wěn)定性，可通過交聯反應使用或形成帶有各種添加劑的熱固性高分子材料來制造牢固的粘結，和一個非粘性的通透層，該層消除了熱轉移工藝過程中的剝離問題，如美國專利申請No. 61/260442 和 PCT/US10/56365 所教導的。 空氣中的氧氣和臭氧可透過所述通透層，并導致印制圖像的耐光性降低。在聚合物層中可使用具有氧阻斷或清除性的添加劑(抗氧化劑)。非聚合物的除氧化學品的實例包括抗壞血酸，抗壞血酸鹽，，碳酰肼，異抗壞血酸，丁酮，對苯二酚，以及二乙基羥基胺，不飽和脂肪酸，2，6-二(叔-丁基)-4-甲基苯酚(BHT)，2，2'-亞甲基-二(6-叔-丁基-對-甲酚)和三苯基亞磷酸酯。聚合物氧清除劑和/或抗氧化劑(氧清除聚合物-0SP)，如聚丙烯，聚丁二烯，聚異戊二烯，乙烯-環(huán)己烯基甲基丙烯酸酯共聚物(ECHA)，以及乙烯-丙烯酸甲酯-環(huán)己烯基甲基丙烯酸酯三元共聚物(EMCM)也可用于該通透聚合物層。透明通透聚合物層的組合物實例
六曱氧基曱基^聚第^胺樹脂0-45%
共反應物0-50%
催化劑0-3 %
脫模劑0-10%
除氧劑/絲化劑0-5 %
耐磨添力口劑0-5 %
層添力口劑0-15%
載體所述清徹或透明通透層的干燥涂層重量范圍一般為O. 5-25g/m2，優(yōu)選為l_3g/m2。將一圖像印制在中間基片12上。所述圖像可通過數字打印機打印，如一計算機驅動的噴墨打印機24。在所述圖像被印制到該介質上后，所述圖像準備從所述介質轉印到所述乙烯基地板材料。利用計算機技術，可以大幅瞬時印制圖像。例如，攝像機或掃描儀30可用于捕捉計算機20上的彩色圖像。創(chuàng)建或存儲在計算機中的圖像可以根據命令打印，而不用考慮運行尺寸。通過任一合適的打印裝置，包括那些能夠打印多種顏色的裝置，包括機械熱敏打印機、噴墨打印機和電子照相或靜電打印機以及如上所述進行轉印，可將來自計算機的圖像印制或轉移到所述乙烯基地板材料上。電腦和數字打印機價格低廉，從而圖片的轉移和電腦產生的圖像可被制成在基板16上。這些轉移可由最終的用戶在家里產生，也可由商業(yè)機構產生。如上所述，所述圖像通過施加熱量進行轉移。衣服用的熨斗，或者能實現所述這樣的轉移的熱壓印設備26，都是可以用來進行熱轉移的設備的實例。
權利要求
1.一種地板材料成像方法，包括以下步驟 施加熱量到一含有可熱活化的著色劑的印制圖像，其中所述熱量使所述可熱活化的著色劑活化，并且當所述可熱活化的著色劑被熱活化時所述地板材料的圖像接受性層具有對于著色劑的親和力，所述可熱活化的著色劑粘結到所述地板材料而形成圖像 其中所述地板材料包括圖像接受性層和收縮控制層，并且，在地板材料的成像期間，通過施加熱量到所述地板材料，導致圖像接受性層的尺寸收縮相對于收縮控制層不超過百分之五(5% )。
2.如權利要求I所述的地板材料成像方法，其中地板材料的圖像接受性層包括乙烯基。
3.如前述任一項權利要求所述的地板材料成像方法，進一步包括在地板材料的成像之前，通過施加熱量到所述圖像接受性層而熱老化所述圖像接受性層的步驟。
4.如前述任一項權利要求所述的地板材料成像方法，進一步包括在使地板材料成像之前，通過施加熱量到所述圖像接受性層，熱老化所述圖像接受性層的步驟，其溫度不顯著地低于所述可熱活化的著色劑的熱活化溫度。
5.如前述任一項權利要求所述的地板材料成像方法，其中，所述地板材料包括鑄造乙稀基。
6.如前述任一項權利要求所述的地板材料成像方法，其中，所述收縮控制層包括纖維材料。
7.如前述任一項權利要求所述的地板材料成像方法，其中，所述收縮控制層具有一低于2. OX 10_5/°C (在20°C )線性熱膨脹系數。
8.如前述任一項權利要求所述的地板材料成像方法，其中，所述地板材料的圖像接受性層包括熱固性聚合物。
9.如前述任一項權利要求所述的地板材料成像方法，其中，所述地板材料的圖像接受性層包括乙烯基，并且，其中所述熱活化的著色劑具有對乙烯基的親和力并且粘結到乙烯基從而形成所述圖像。
10.如前述任一項權利要求所述的地板材料成像方法，其中，所述可熱活化的著色劑包括升華染料，所述地板材料的圖像接受性層包括乙烯基，其中，通過施加熱量使升華染料升華，已升華的升華染料對所述乙烯基具有親和力并粘結到所述乙烯基從而形成所述圖像。
11.如前述任一項權利要求所述的地板材料成像方法，其中，所述地板材料進一步包括一通透層，該通透層對于所述可熱活化的著色劑有很少至沒有親和力，并且，通過熱活化所述可熱活化的著色劑通過該通透層并基本上不粘合到該通透層上，以及其中所述可熱活化的著色劑通過所述通透層并粘合到圖像接受性層上。
12.如前述任一項權利要求所述的地板材料成像方法，其中，所述地板材料進一步含有位于圖像接受性層和收縮控制層之間的阻擋層，其中，在所述地板材料成像以后，該阻擋層抑制圖像穿過圖像接受性層到達收縮控制層。
13.如前述任一項權利要求所述的地板材料成像方法，其中，所述地板材料進一步包括一透明的通透層，其中該通透層包括樹脂材料，并且該通透層對于所述可熱活化的著色劑有很少至沒有親和力，和其中，通過熱活化所述可熱活化的著色劑通過所述通透層并基本上不粘合到所述通透層上，和所述可熱活化的著色劑通過所述通透層并粘合到所述圖像接受性層上。
14.如前述任一項權利要求所述的地板材料成像方法，其中，所述地板材料進一步包括一透明的通透層，所述通透層對于所述可熱活化的著色劑有很少至沒有親和力，并且，通過熱活化，所述可熱活化的著色劑通過所述通透層并基本上不粘合到該通透層上，和其中所述可熱活化的著色劑通過所述通透層并粘合到所述圖像接受性層上。
15.如前述任一項權利要求所述的地板材料成像方法，其中，所述地板材料的所述圖像接受性層包括聚氨酯，所述可熱活化的著色劑對于該聚氨酯具有親和力，和所述熱活化的著色劑粘結到該聚氨酯上而形成圖像。
16.如前述任一項權利要求所述的地板材料成像方法，其中，所述地板材料的所述圖像接受性層包括聚酯，所述可熱活化的著色劑對于聚酯具有親和力，和所述可熱活化的著色 劑粘合到聚酯上而形成圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種乙烯基地板材料的成像方法。使用熱活化成像方法在具有增強的熱機械性能的乙烯基地板材料上形成圖像。通過本發(fā)明，實現了地板基材的收縮的最小化和圖像變形的最小化。
文檔編號B41M5/26GK102971152SQ201180006842
公開日2013年3月13日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權日2010年1月22日
發(fā)明者P·赫斯特, S·韋爾斯 申請人:奧克蒂技術有限責任公司