CN107211543B - 具有嵌入式导电材料的装饰性多层表面材料，由此制成的固体表面，制备这种表面材料的方法及其用途 - Google Patents

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Abstract

装饰性多层表面材料，由其制成的表面，其制备方法和使用无线电力传输的方法，其中所述表面材料包括：第一树脂浸渍纸层和第二树脂浸渍纸层，以及第一导电材料，所述第一导电材料具有第一末端和第二末端并且能够承载从所述第一末端到所述第二末端的电流；其中所述第一导电材料设置在所述第一树脂浸渍纸层的第一表面上；其中，所述第一树脂浸渍纸层和所述第二树脂浸渍纸层以堆叠和压缩的方式设置，使得所述第一导电材料被包封在所述第一树脂浸渍纸层和所述第二树脂浸渍纸层之间；并且其中所述第一树脂浸渍纸层、所述第二树脂浸渍纸层或任选的额外的树脂浸渍纸层中的至少一个是装饰层。

Description

具有嵌入式导电材料的装饰性多层表面材料，由此制成的固 体表面，制备这种表面材料的方法及其用途
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年10月10日提交的美国临时专利申请号为62/062,615的优先权。
背景技术
在商业和住宅应用中，装饰性层压板已经用作表面材料多年，其中优选令人愉快的美学效果以及所期望的功能性行为(例如优异的耐磨性，耐热和耐污染性，可清洁性和成本)。历史上典型的应用包括家具、厨房台面、桌面、商店装置、浴室梳妆台、橱柜、墙板、办公室隔板等。
在过去的几年中，社会已经看到便携式、可充电的电子设备在办公室和家庭环境中的蓬勃发展的现象。诸如手机、笔记本电脑、平板电脑等移动电子设备在家庭和办公室中是常见的。这种便携式设备通常采用可充电电池作为其电源来维持移动性。在具有多个居民的家庭和办公室中，可充电设备的总数通常会超出人数。通常，每个由电池供电的设备需要有自己的充电器和电源，其通常是交流(AC)电源插座。电子设备扩散的意想不到的后果是功率转换器，电源，插头和电缆的扩散，这些东西使得办公室和家庭环境很混乱。此外，设备专用充电器的实际意义是错放或忘记充电器的不可避免的情况。
正在开发的方法是利用耦合到电子设备上的发送器和接收器之间的空中或无线电力传输来进行充电。这种方法通常分为两类。一种是基于待充电的装置上的发射天线和接收天线之间的平面波辐射(也称为远场辐射)的耦合。用于无线能量传输的其它方法是基于电感耦合，所述电感耦合位于例如嵌入在“充电垫”或便携式表面中的发射天线与嵌入在待充电的主机电子设备中的接收天线(和整流电路)之间。各种移动电话具有这样的无线电力接收能力。虽然这种方法可以同时为同一区域中的多个设备充电，但是该区域(例如充电垫或其本身被插入到AC墙壁插座的垫)通常很小，并且需要用户将设备精确定位到一个具体的区域。
因此，期望提供广阔的、功能性的表面，并且能够用作平台，通过电感耦合到多个设备来提供无线能量传递。
发明概述
本发明大体上涉及具有电功能性的装饰性多层表面材料。更具体地，本发明涉及装饰性多层表面材料，优选高压层压板，其包含嵌入的导电路径和任选的附加电路组件，以及用于制备这种材料、用这种材料覆盖的固体表面的方法，以及将能量从这种材料无线传输到配有接收无线能量传输的设备的方法。因此，本发明的各种实施方式可以提供能够同时实现无线电力传输到多个装置的装饰性的、耐用的、功能性的表面材料。本发明的各种实施方式所述的表面材料可以用于提供遍及家庭和办公室中的整个台面、餐桌、书桌和其他普通家具，其能够通过耦合将电力无线地传递到配有接收无线电力传输的可充电装置，其可以是电感和/或谐振耦合。
本发明的一个实施方式包括装饰性的多层表面材料，其包括：第一树脂浸渍纸层和第二树脂浸渍纸层，以及第一导电材料，其具有第一末端和第二末端，并能够承载从第一末端到第二末端的电流；其中所述第一导电材料设置在所述第一树脂浸渍纸层的第一表面上；其中，所述第一树脂浸渍纸层和所述第二树脂浸渍纸层以堆叠和压缩的关系进行设置，由此使得所述第一导电材料被包封在所述第一树脂浸渍纸层和所述第二树脂浸渍纸层之间；并且其中所述第一树脂浸渍纸层，所述第二树脂浸渍纸层或任选的附加树脂浸渍纸层中的至少一个是装饰层。在本发明的任何一种实施方式中，所述树脂可以是热固性树脂，由此使得可以压缩和加热具有堆叠关系的纸层以固化热固性树脂。如本文所用，固化可以指在其不可逆设定的意义上固化热固性树脂，或者使用单独的交联剂交联，或通过各种形式的能量或任何手段以压缩形式固定树脂，由此使得导电材料被封装并且将保持在表面应用的正常工作温度范围内。
本发明的另一个实施方式包括一种方法，包括：(a)提供至少两片树脂浸渍纸；(b)将图案化的导电材料设置在所述至少两片树脂浸渍纸之一的表面上；和(c)以面对的关系，用热和的压力来压缩所述至少两片树脂浸渍纸，其中所述导电材料设置在所述至少两片树脂浸渍纸之间。
本发明的另一个实施方式包括一种无线传输能量的方法，所述方法包括：(i)提供本发明实施方式所述的装饰性多层表面材料；(ii)向所述第一导电材料提供电流，由此使得在所述表面材料的上表面上方和邻近区域中产生电磁场；以及(iii)在靠近所述上表面并且在电磁场内放置配有接收无线能量传输的设备。
本发明的另一个实施方式还包括固体表面，其包括设置在诸如纤维板的支撑基材上的本发明实施方式所述的装饰性的多层表面材料。
在本发明的各种优选实施方式中，所述装饰性的多层表面材料是高压层压板。
将从以下公开内容，包括详细描述、优选实施方式和所附权利要求中显而易见的得到其他方面、特征和优点。
附图的简要说明
当结合附图阅读时，将更好地理解上述概述以及本发明的优选实施方式的以下详细描述。为了说明本发明的目的，在附图中示出了目前优选的实施方式。然而，应当理解，本发明不限于所示的精确布置和手段。
在图中：
图1a是本发明实施方式所述的多层表面材料的透视图；
图1b是图1a所示实施方式的横截面图，沿着A'-A'线；
图2a-2b是在压缩前后，本发明实施方式所述的多层表面材料的横截面图；
图3a-3c是本发明的实施方式所述的多层表面材料的树脂浸渍纸层的横截面图；
图4是本发明的实施方式所述的多层表面材料的横截面图；和
图5a-5b是在压缩前后，本发明实施方式所述的多层表面材料的横截面图。
发明详述
如本文所用，除非语言和/或上下文另有明确指示，否则单数术语“a”和“the”是同义词并且可与“一个或多个”和“至少一个”互换使用。因此，例如，在本文中或所附权利要求中提及的“纸层”或“所述纸层”可以指单个纸层或不止一个纸层。另外，应理解，除非另有明确说明，所有数值都被修改为“约”。
为了简单清楚的说明，附图中的元件不一定按比例绘制，并且不同附图中的相同附图标记表示相同的元件。为了图示的清楚，层和导电材料示出为具有大致直线边缘和精确的角度。然而，本领域技术人员理解，边缘不需要是直线，并且角部不需要是精确的角度。
以下描述中使用的某些术语仅为方便起见而不是限制。词“右”，“左”，“下”和“上”表示附图标记在图中的方向。词“向内”和“向外”是指分别指向和远离所描述的物体的几何中心的方向和其指定的部分。所述术语包括上述具体提及的词、其衍生词和类似输入词。此外，本文及其所附权利要求使用的序号，例如“第一”，“第二”，“第三”等仅仅是为了区分分离的、多个相似的元件(例如，第一树脂浸渍纸层和第二树脂浸渍纸层)，除非上下文另有要求，否则不导入任何特定的排序或空间限制。
本发明的各种实施方式涉及装饰性多层表面材料以及设置在下面的基材上的这种材料。本发明的另外的各种实施方式涉及制造这种表面材料的方法，并且其它各种实施方式涉及包括使用这种表面材料无线发射功率的方法。如本文所用，术语“多层”是指两个或更多(即至少两个)层。如本文所用，术语“装饰性”是指任何美学属性，并且包括，但不限于，颜色、设计、纹理、标记等，其可以出现在所述材料的任何部分或所有部分或贯穿整个材料表面。如本文所用，术语“表面材料”是指将本发明的各种实施方式应用于例如台面或桌子的上表面或最外表面，其可包含本发明的实施方式所述的装饰性多层表面材料的台面或桌子，设置于支撑件或基材上，例如复原木板、聚合物泡沫板、玻璃纤维增强塑料(FRP)、固体表面或聚合物(polymarble)。
本发明的各种实施方式涉及装饰性多层表面材料，其中所述表面材料包括两个或多个树脂浸渍纸层，其优选层压在一起。在本发明的各种实施方式中，所述表面材料包括第一树脂浸渍纸层和第二树脂浸渍纸层，其间设置有导电材料。可以用于本发明各个实施方式所述的树脂浸渍纸层(例如第一树脂浸渍纸层和第二树脂浸渍纸层)中的合适的纸，包括但不限于：纤维素纤维、合成的编织纤维或非编织纤维、或/和超细纤维或/和纳米纤维、纤维素或/和合成纤维基纸或/和矿物纤维基纸或/和玻璃纤维基纸的混合物、通常可用于生产装饰性层压板的涂覆或未涂覆的、预浸渍或非预浸渍的纸。在本发明的各种实施方式中，适用于树脂浸渍纸层的纸具有至少一种，优选以下全部特性：根据国际标准DIN ISO 3781的试验方法，机器方向的最小湿强度为1400cN/30mm，根据国际标准DIN ISO 8787的试验方法，机器方向的克莱姆(Klemm)吸光度范围(毛细管上升)为
Figure BDA0001266140850000051
优选的吸光度为45mm/10mim，灰分含量为0至50％，取决于根据国际标准Din ISO 2144的试验方法使用的纸的固有性质，根据国际标准DIN ISO 536的试验方法，含水量范围为
Figure BDA0001266140850000052
时的基重范围为
Figure BDA0001266140850000053
Figure BDA0001266140850000054
优选的基重为27g/m2，按照国际标准DIN ISO 6588的试验方法，pH(热提取)为
Figure BDA0001266140850000055
在本发明的各种优选实施方式中，适用于树脂浸渍纸层的纸包括满足所有上述性能参数的100％纤维素纸。
适用于本发明的各种实施方式的纸层用树脂浸渍。在本发明的各种实施方式中，适合使用的树脂包括热固性树脂。特别适合用于本发明的各种实施方式的树脂可以不同，取决于树脂浸渍的纸层是外保护层还是核心层。外保护层在下面进一步讨论。通常，作为核心层的树脂浸渍纸层(例如本发明各种实施方式中的第一树脂浸渍纸层和第二树脂浸渍纸层)与任何合适的热固性树脂浸渍，其包括但不限于，聚酯、聚氨酯、酚醛树脂、苯酚-甲醛、脲-甲醛、三聚氰胺、二烯丙基邻苯二甲酸酯(diallylphthalates)、环氧化物、聚酰亚胺、氰酸酯和聚氰酸酯、或共聚物、三元共聚物、或其组合。在本发明的各种优选实施方式中，作为核心层的树脂浸渍纸层，例如第一树脂浸渍纸层和第二树脂浸渍纸层，与酚醛树脂和/或环氧树脂浸渍。在本发明的各种优选实施方式中，作为核心层的树脂浸渍纸层，例如第一树脂浸渍纸层和第二树脂浸渍纸层，与酚树脂浸渍，例如，酚醛树脂。
适用于本发明的各种实施方式的纸层与如上所述的树脂浸渍。根据本发明的各种实施方式使用的纸层可以以任何足以将受控量的树脂施加到纸上的合适的方式进行浸渍，包括但不限于丝网印刷、旋转丝网印刷、浸渍和挤压、浸渍和刮擦、反向辊涂、丝棒、幕涂、槽缝染色和凹版滚压。以烘箱干燥为基准测量的树脂的百分比在约5至75％的范围内，优选的吸收百分比范围约为25-55％。
根据各种实施方式浸渍纸层的优选方法是多级丝网印刷，其中每个丝网印刷阶段根据预先构建到每个筛选阶段中的掩模图案来涂覆和浸渍纸表面的限定部分。
由于在浸渍步骤中使用的树脂通常是含水溶剂或溶剂型溶液，因此在装饰层压过程中通常包括纸干燥阶段以减少纸溶剂负载。在本发明的各种实施方案中，残留溶剂的含量为5-15％，典型水平为7.5％。
本发明的各种实施方式包括设置在一个或多个树脂浸渍的纸层的一个或多个表面上的一种或多种导电材料(例如，第一导电材料，第二导电材料，第三导电材料等)，或换句话说，介于两个相邻的树脂浸渍纸层之间。适合用在本发明的各种实施方式中的导电材料包括可以沉积在树脂浸渍纸上并且是导电的任何材料。合适的导电材料包括金属、合金和导电油墨。金属化可以通过在合适的基材上沉积金属迹线并根据已知的转移方法转移到纸层来进行。优选地，用于本发明的各种实施方式的导电材料具有低电阻，易于以图案方式沉积并且在层压的热和压力条件下保持其几何完整性。在本发明的各种优选实施方式中，导电材料包括导电油墨。适用于本发明的各种优选实施方案的导电油墨是包含金属，导电碳或其它导电材料如聚合物的组合物，在载体介质中其可以包括其它聚合物、溶剂和添加剂，并且可以通过各种已知的方法沉积，例如喷墨印刷、丝网印刷、柔版印刷或凹版印刷、挤压印刷和三维印刷。导电油墨可从许多途径市售获得并且可以使用多种已知方法制备。适用于本发明的各种优选实施方案的特别优选的导电油墨包括银和/或导电碳颗粒。
在本发明的各种实施方案中设置在层表面上的导电材料至少具有第一末端和第二末端。在本发明的各种实施方式中，导电材料优选地以图案的形式设置在层的表面上。用于本发明的各种优选实施方式的合适图案提供至少一个位于其所设置的层的周边或附近的末端，并且在多个表面设置有多个导电材料的本发明的各种实施方式中，在表面的内部位置设置有末端，其中该末端可以导电连接到设置于另一层表面上的另一导电材料的内部位置的末端。适合根据本发明的各种实施方式使用的图案包括但不限于：连续的曲折线；螺旋；螺旋形；锯齿波；及其组合。优选地，本发明的各种实施例方式的导电材料以图案形式设置，其在表面上提供最长线性量的导电材料，同时保持导电路径的相邻部分之间的非导电距离。因此，例如，在本发明的某些优选实施方式中，将导电材料设置在矩形表面上，以相应的矩形螺旋形状，从位于表面的外边缘(即周边)的第一末端开始，并以矩形螺旋形状继续朝向矩形表面的中心位置到第二末端。在电阻最小化的情况下，导电材料的任何直线部分的横截面积是很重要的，因为任何导电轨道的总电阻是每平方厘米的电阻率(与横截面积相关)和轨道长度的乘积。换句话说，如本领域技术人员所理解的，更高的整体轨道电阻导致类似电流水平的更高的电阻加热。因此，在本发明的各种实施方式的电路设计中，优选地优化轨道垂直厚度、横截面积和凹口(pitch)之间的关系(即，表面上导电材料的相邻线性部分之间的距离)，其应该被控制为尽可能小，同时确保两个相邻的线性部分不接触。还要注意的是，在本发明的各种实施方式中压缩阶段所涉及的压力降低了导电轨道的垂直厚度。对总电阻的总体影响可以变化，因为压缩可以通过减小横截面积来增加导电油墨的比电阻，同时也增加轨道材料内的导电颗粒之间的导电接触，从而降低电阻。因此，各种因素影响总电阻。优选地，在努力降低总电阻以及因此产生的热量时，都考虑所有这些因素。
本发明的各种实施方式所述的多层表面材料可以包括一个或多个导电突起，其在导电材料的末端和表面材料的外部之间提供电连接。在其中所述表面材料包括串联连接的多个导电材料的多个实施方式中，如本文所述，所述表面材料可以包括导电突起，其在串联中的所述第一导电材料的第一末端和所述表面材料的外部之间提供电连接，以及第二导电突起，其在所述串联中的最后导电材料的第二末端和所述表面材料的外部之间提供电连接。在本发明的各种实施方式中，所述表面材料还可以包括连接到所述表面材料的外部上的导电突起的端部的一个部件或多个部件，所述部件被配置为接受AC或脉冲DC，从外部源输入的电压，使得导电材料被供有电流。这样的部件可以包括但不限于用于AC和DC插头的各种插座，以及用于硬接线AC或DC输入的接线盒等。适用于本发明的各种实施方式的导电突起可以由任何导电材料构成，并且包括但不限于金属片、螺钉、插脚、圆柱形插座等。
参见图1a，示出了本发明的一个实施方式的装饰性多层表面材料1。第一树脂浸渍纸层10具有以矩形螺旋形图案设置在其第一表面上的第一导电材料50。所述第一导电材料50具有位于所述表面材料1的周边附近的第一末端51和位于表面的中心位置的第二末端52。第二树脂浸渍纸层20与第一树脂浸渍纸层10以堆叠的关系设置，使得它们的相对表面在界面30接触。金属螺钉形式的导电突起61设置在中心位置并且在第二末端52和材料1的外部之间提供电连接点。诸如金属螺丝或其它形式的导电突起61的导电突起可以沉入到外表面下方的任何深度，只要与导电材料的末端保持导电连接。呈金属片形式的导电突起62沿着周边设置，并且在第一末端51和材料1的外部之间提供电连接点。
参见图1b，该图显示了沿着图1a中的线A'-A'的装饰性多层表面材料1的横截面图。设置在矩形螺旋状的第一导电材料50设置在所述第一树脂浸渍纸层10的表面上。第二树脂浸渍纸层20与第一树脂浸渍纸层10以堆叠、压缩和固化的关系设置，使得第一导电材料50在其界面30处封装在树脂浸渍层10,20之间。导电突起61,62提供用于向第一导电材料50提供电流的电接触点。
在本发明的各种实施方式中，可以包括额外的树脂浸渍纸层和额外的导电材料，优选图案化的树脂浸渍纸层和导电材料。例如，在本发明的各种实施方式中，除了设置在第一和第二树脂浸渍层之间的第一导电材料之外，第二导电材料可以设置在第一树脂浸渍纸层的第二表面上，并且然后可以与第一纸层以堆叠的关系设置第三树脂浸渍纸层，使得第二导电材料被第一和第三纸层包封。第二和任何额外的导电材料也可以被图案化，优选地以与第一导电材料相同的图案，并且所述第二和任何额外的导电材料还可以具有导电突起，与所述第二和任何额外的导电材料的任何一个的第一末端和/或第二末端的一个或两个进行导电连接。此外，在本发明的各种实施方式中，第一和第二导电材料可以通过中间纸层导电连接。另外，在进一步包括纸层和额外导电材料的各种实施方式中，连续的导电材料可以通过中间纸层导电连接到导电材料的一侧或两侧。两个导电材料通过中间纸层的导电连接可以通过任何电连接来实现，并且可以优选地通过在中间纸层中设置一个孔来实现，其中孔被定位，使得当层压缩在一起时，纸层的相对侧上的导电材料形成物理和电连接，或者可以通过本文所述的掩蔽和油墨饱和技术来提供。可以通过使用机械冲头(mechanicalpunch)物理去除一部分纸来适当地提供孔。
参见图2a，该图示出了本发明的实施方式所述的表面材料201的横截面图。第一导电材料250以图案方式设置在第一树脂浸渍纸层210上。第二树脂浸渍纸层220与第一树脂浸渍纸层210以堆叠的关系设置。第二树脂浸渍纸层220设置有与第一导电材料250的一部分对齐的孔270。第三树脂浸渍层240与第一和第二树脂浸渍纸层210,220以堆叠关系设置。第二导电材料251以对应于第一导电材料250的图案的图案设置在第二和第三树脂浸渍层之间，并且使得第二导电材料251的一部分与孔270对齐。参见图2b，在压缩表面材料201时，第一和第二导电材料通过孔形成物理和电连接280。在没有孔的所有其他点处，第一和第二导电材料250,251保持电隔离290。
在本发明的各种实施方式中，可以通过在纸的位置处施加掩模(mask)(例如，阻挡的图案)，在纸层的相对侧的导电材料之间提供导电连接，其中导电连接位于纸层的两侧，在树脂浸渍之前。掩模防止在掩模部位用树脂浸渍纸张。在树脂浸渍之后，除去掩模，并且在沉积能够渗透纸层的导电油墨或其它导电材料时，由此提供通过纸层的导电连接。在本发明的各种实施方式中，可以通过多步丝网印刷工艺在纸层的相对侧上的导电材料之间提供导电连接，其中通过纸电连接(380,316,580,581)指定的特定区域可以在纸的相对侧上以垂直对齐的形式，连续应用导电油墨进行印刷，使得导电油墨渗透整个厚度，从而形成电导通路。可以使用本领域技术人员已知的印刷丝网生产的常规光刻技术将掩模或阻挡的图案预先构建到丝网中。
参见图3a至3b，示出了本发明的实施方式中的通过纸层制备的导电连接的横截面图。参见图3a所示，提供纸层310，并且在预期的导电连接的位置处，在纸层310的两侧设置掩模315。参见图3b，然后用树脂浸渍纸层310。由掩模315保护的纸层部分316不会被树脂浸渍。参见图3c，在去除掩模之后，包含导电油墨的导电材料350,351以图案方式沉积在纸层的相对侧上，其中一部分覆盖未浸渍树脂的部分316，使得导电油墨使纸张饱和，在第一导电材料350和第二导电材料351之间使形成导电连接380。
参见图4，示出了本发明实施方式中的表面材料401的横截面图，其中第一树脂浸渍纸层410(如图3c所示)具有第一导电材料451和第二导电材料452，其通过第一树脂浸渍纸层410的导电油墨饱和部分480导电连接，第一树脂浸渍纸层410在第二树脂浸渍纸层420和第三树脂浸渍纸层440之间以堆叠关系设置。
参见图5a至5b，示出了本发明的实施方式中的表面材料401的横截面视图，其中导电材料通过本文所述的掩模技术并结合孔来进行导电连接。如图5a所示，第一树脂浸渍纸层510(如图3c所示)与第二树脂浸渍纸层511以堆叠关系设置，其中所述第一树脂浸渍纸层510具有第一导电材料551和第二导电材料552，它们通过第一树脂浸渍纸层510的导电油墨饱和部分580导电连接，所述第二树脂浸渍纸层511具有第三导电材料553和第二导电材料554，它们通过第二树脂浸渍纸层511的导电油墨饱和部分581导电连接，其中第三树脂浸渍纸层520介于第一和第二树脂浸渍纸层510,511之间设置。第三树脂浸渍纸层520可以具有定位成与第二和第三导电材料552,553的部分对齐的孔570。第四树脂浸渍纸层540和第五树脂浸渍纸层541分别与第一和第四导电材料551,554以堆叠关系邻近设置。参见图5b，图5a中所示的堆叠的层被优选地通过在图中大块箭头所示的加热和压力下被压缩，使得第二导电材料52和第三导电材料553在孔570的位置形成物理电连接582。
本发明的各种实施方案中的装饰性多层表面材料包括至少两个具有设置在外层之间的导电材料的树脂浸渍纸层，其中至少一层是如下文所述的装饰层。本发明的各种实施方案包括至少一种导电材料，优选2至20种导电材料，更优选6-14种导电材料，并且在各种优选实施方案中，可以存在6、7、8、9、10、11、12、13或14种导电材料。
在具有多于一种导电材料的本发明的各种实施方式中，两个或多个导电材料或全部导电材料可以串联导电连接，并且单个实施方式可以包括由多种方法制成的导电连接，例如具有孔的中间层和/或具有将导电材料连接在纸层的相对表面上的导电油墨饱和部分的两者。
本发明的各种实施方式中的装饰性多层表面材料可进一步包括一个或多个增强层。可以包括在本发明的各种实施方案中的增强层包括分散在优选为热固性树脂的树脂中的软磁性材料。适用于浸渍本发明使用的纸层的各种热固性树脂可适用于软磁性材料的分散和增强层的形成。在本发明的各种实施方式中，增强层可以设置在导电材料和相邻的树脂浸渍纸层之间。附加地或替代地，可以在两个导电材料之间引入增强层作为插入隔离层。因此，例如，在本发明的各种实施方式中，布置在其表面上的具有导电材料的树脂浸渍纸层可以与另一第二树脂浸渍纸层以堆叠的关系设置，其中第二树脂浸渍纸层具有面向第一导电材料且设置在其表面的第二导电材料，其中增强层介入在第一和第二导电材料之间设置。另外，在这样的实施方式中，增强层可以设置有孔，以在第一和第二导电材料之间提供导电连接。在本发明的各种优选实施方式中，装饰性多层表面材料可以包括如图3a-3c所示制备的多个树脂浸渍纸层，与介于相邻导电材料之间设置的增强层以叠层关系存在，例如，如图4所示，其中第二树脂浸渍纸层420和第三树脂浸渍纸层440中的任一个或两个，被替换或者还包括增强层。在这样的优选实施方式中，增强层可以进一步包括用于提供相邻导电材料之间的导电连接的孔。本发明的各种实施方式还可以包括导电连接和增强层的组合，以代替或添加树脂浸渍的纸层。例如，本发明的各种实施方式包括如图5a-5b所示的多层表面材料，其中第二，第三和/或第四树脂浸渍纸层520,540,541中的一个或多个被增强层替代或进一步包括增强层。在本发明的某些特别优选的实施方案中，提供了如图3a-3c所示制备的三至六个树脂浸渍纸层，其与增强层具有堆叠的关系，所述增强层设置在每个相邻的导电材料之间，其中每个增强层具有孔，使得6-12个导电材料串联导电连接。
适合本发明的各种实施方案使用的增强层包括分散在树脂中的软磁性材料。适合使用的软磁性材料包括但不限于软铁氧体。铁氧体是具有氧的过渡金属的陶瓷化合物，其为亚铁磁性但不导电。合适的软铁氧体包括那些含有镍、锌和/或锰的化合物。包括软铁氧体在内的合适的软磁材料具有低的矫顽力，这意味着材料的磁化可容易地反转方向，而不会耗散大量的能量(磁滞损耗)，而材料的高电阻率可以防止涡流，其为另一个能量损失来源。优选的软铁氧体包括锰-锌铁氧体(MnZn，通式MnaZn(1-a)Fe2O4)和镍锌铁氧体(NiZn，通式NiaZn(1-a)Fe2O4)。
可以通过任何合适的沉积方法(包括涂覆、喷涂、滚动等)提供本文所述的本发明的各种实施方式中的增强层。
本发明的各种实施方式中的多层表面材料包括至少一个装饰层。至少一个装饰层可以是第一树脂浸渍纸层、第二树脂浸渍层、本文所述的任何其它树脂浸渍层，或提供美学属性的额外层。装饰层包括美学属性，并且在市售的各种装饰性表面材料中是已知的。装饰层可以包括树脂浸渍纸层，其中纸层还包括从多层表面材料的外部可见的图案、着色、纹理、嵌入物体或其它属性。装饰层还可以包括聚合物层或包括图案或着色或其它美学特性的其它材料。在本发明的各种优选实施方案中，多层表面材料包括选自下组的装饰层：彩色纸、图案纸及其组合。优选地，装饰层设置在多层表面材料的外表面附近，以最大化美学属性的视觉效果。
本发明的各种实施方式的装饰性多层表面材料还可以包括保护性外层。保护性外层是优选的，其中需要或期望表面材料具有耐久性和/或可能由例如刮伤引起的耐损伤性。已知用于装饰性表面材料(例如层压板)的任何外部保护层可用于本发明的各种实施方案中。在本发明的各种优选实施方案中，外部保护层包含热固性三聚氰胺树脂，但也可以是丙烯酸酯族(例如环氧丙烯酸酯，氨基甲酸酯，丙烯酸三聚氰胺)的UV或电子束固化构件。通过将磨料(例如氧化铝)以0.5至5％的水平和1微米至100微米的粒径结合到树脂中可以提供额外的保护。
本发明的各种实施方式中的装饰性多层表面材料还可以包括嵌入在与设置在其中的一个或多个导电材料导电连接的材料内的电路部件。例如，各种电阻器、电感器、电容器、二极管、高阶部件及其组合可以包括在由一种或多种导体材料产生的电路中的树脂浸渍纸层的表面上。因此，本发明的各种实施方式可以包括可以控制嵌入或连接到表面材料的一个或多个电子元件的功能电路，包括例如发光二极管、电致发光材料或开关等。
本发明的各种实施方案涉及固体表面，其包括设置在底层基材上的前述实施方案中的任一表面材料。适合使用的底层基材包括但不限于胶合板、纤维板等。本发明的各种实施方式中的表面材料可以用任何合适的粘合剂(例如木胶或环氧树脂)粘附到底层基材上。本发明的各种实施方式中的固体表面可以以各种尺寸和形状应用于各种建筑和家具，包括例如桌面、台面、工作台、隔板等。
在本发明的各种实施方式中，固体表面还可以包括一个或多个部件，其优选地通过一个或多个导电突起连接到嵌入在表面材料中的导电材料，并且哪一个或多个部件构造成接受来自外部电源的交流电压输入，使得导电材料供有电流，如前所述。在各种优选实施方式中，一个或多个部件被配置在底层基材内，使得它们不从基材突出，即使得所有表面是齐平的。
本发明的各种实施方案涉及根据其先前描述的实施方案制备表面材料和固体表面的方法。本发明的各种实施方案的制备表面材料的方法包括提供两个或更多个树脂浸渍的纸层，其中至少一个导电材料设置在纸层之间，并且用热和压力压缩层。可以根据上述任何实施方式用热和压力压缩以堆叠关系提供的层的组合，其中以上述任何方式提供多个导电材料之间的导电连接。
在本发明制造表面材料的方法的各种优选实施方案中，采用高压层压方法。在这样的各种优选实施方式中，前述实施方式中任一所述的多个层以堆叠关系定位在两个压板之间。然后将板压制至至少1000psi的特定压力。然后将温度升高至≤140℃。然后将板在升高的压力和温度下保持一段时间以适于固化树脂。然后将温度降低至≤40℃，同时保持升高的温度。达到≤40℃的温度后，将板上的压力降至零表压。
虽然重要的是要注意确保堆叠的层要对齐，其中提供了相邻导电材料之间通过中间层中的孔的导电连接，但是这些层不需要以完美的边缘到边缘对齐方式进行放置，如可以进行后压修剪以成形最终的表面材料。
本发明的各种其他实施方式涉及使用本文所述的任何其它实施方式的表面材料进行无线传输能量的方法。本发明的无线传输能量的方法包括提供前述实施方式中的任何一个的装饰性多层表面材料或固体表面，为嵌入在表面材料中的导电材料提供电流，使得在邻接表面材料的上表面(即，外表面)的区域中产生电磁场，并在电磁场内放置一个在靠近表面材料的上表面配置用于接收无线能量传输的装置。被配置为接收这种能量传输的装置包括设置有适合于磁共振电感耦合的内部电感器的任何便携式电子装置。这种装置是已知的并且可商购。
本领域技术人员将理解，在不脱离其广泛的发明构思的情况下，可以对上述实施方式进行改变。因此，应当理解，本发明不限于所公开的特定实施方式，而是旨在覆盖由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的修改。

Claims (21)

1.一种装饰性多层表面材料，其特征在于，包括：第一树脂浸渍纸层和第二树脂浸渍纸层，以及第一导电材料，其具有第一末端和第二末端并能够承载从所述第一末端到所述第二末端的电流；其中所述第一导电材料设置在所述第一树脂浸渍纸层的第一表面上；其中，所述第一树脂浸渍纸层和所述第二树脂浸渍纸层以堆叠和压缩的关系设置，使得所述第一导电材料被包封在所述第一树脂浸渍纸层和所述第二树脂浸渍纸层之间；并且其中所述第一树脂浸渍纸层、所述第二树脂浸渍纸层或任选的额外树脂浸渍纸层中的至少一个是装饰层，
其中，第一导电材料包括金属、合金和导电油墨；
所述装饰性多层表面材料还包括增强层，所述增强层包含分散在热固性树脂中的软磁性材料，所述增强层设置和固化于所述第一导电材料与所述第一和第二树脂浸渍层的一个之间。
2.根据权利要求1所述的装饰性多层表面材料，其特征在于，还包括至少一个外保护层。
3.根据权利要求2所述的装饰性多层表面材料，其特征在于，所述至少一个外保护层包括选自下组的聚合物：丙烯酸树脂、聚酯、三聚氰胺树脂、乙烯基树脂和聚氨酯。
4.根据权利要求2所述的装饰性多层表面材料，其特征在于，所述至少一个外保护层包含三聚氰胺树脂。
5.根据权利要求1所述的装饰性多层表面材料，其特征在于，所述装饰层包括选自下组的视觉属性：着色、图案、标记、图片、嵌入的物体及其组合。
6.根据权利要求1所述的装饰性多层表面材料，其特征在于，设置在所述第一树脂浸渍纸层的所述第一表面上的所述第一导电材料被图案化。
7.根据权利要求6所述的装饰性多层表面材料，其特征在于，所述图案化的第一导电材料包括选自下组的连续曲折线：螺旋、螺旋形、锯齿波、及其组合。
8.根据权利要求1所述的装饰性多层表面材料，其特征在于，还包括第三树脂浸渍纸层和第二导电材料，所述第二导电材料具有第一末端和第二末端并能够承载从所述第一末端到所述第二末端的电流，其中所述第二导电材料设置在所述第一树脂浸渍纸层的第二表面上，其中所述第二表面位于所述第一树脂浸渍纸层相对于所述第一表面的一侧，并且其中所述第一树脂浸渍纸层和第三树脂浸渍纸层以堆叠和压缩的关系设置，使得所述第二导电材料被包封在所述第一树脂浸渍纸层和所述第三树脂浸渍纸层之间。
9.根据权利要求8所述的装饰性多层表面材料，其特征在于，所述第一导电材料和所述第二导电材料通过所述第一树脂浸渍纸层导电连接。
10.根据权利要求8所述的装饰性多层表面材料，其特征在于，还包括增强层，所述增强层包含分散在热固性树脂中的软磁性材料，所述增强层设置和固化于所述第一和第二导电材料之一和相邻的树脂浸渍层之间。
11.根据权利要求9所述的装饰性多层表面材料，其特征在于，还包括第三导电材料，所述第三导电材料具有第一末端和第二末端并能够承载电流，其中所述第三导电材料设置在所述第二树脂浸渍纸层的第一表面上，其中所述第三导电材料与所述第一导电材料呈面对的关系，其中浸渍所述第一和第二纸层的树脂包含热固性树脂，并且其中在所述第一导电材料和所述第三导电材料之间设置并固化选自下组的额外层：插入的树脂浸渍纸层、包含分散在热固树脂中的软磁性材料的增强层、及其组合。
12.根据权利要求11所述的装饰性多层表面材料，其特征在于，所述第一导电材料和所述第三导电材料通过所述额外层导电连接。
13.根据权利要求1所述的装饰性多层表面材料，其特征在于，还包括第一导电突起和第二导电突起，所述第一导电突起和第二导电突起分别沿着所述表面材料的周边从所述第一导电材料的所述第一末端和所述第二末端延伸到两个位置，并且被配置为使得可以向导电突起提供外部电流。
14.根据权利要求1所述的装饰性多层表面 材料，其特征在于，还包括电路部件，其设置在所述第一树脂浸渍纸层的所述第一表面上，并与所述第一导电材料导电接触。
15.根据权利要求1所述的装饰性多层表面材料，其特征在于，所述材料是高压层压板，所述高压为至少1000psi。
16.一种固体表面，其特征在于，所述固体表面包括设置在支撑基材上的权利要求1所述的装饰性多层表面材料。
17.一种制造如权利要求1所述的装饰性多层表面材料的方法，其特征在于，包括：
(a)提供至少两片树脂浸渍纸；
(b)将图案化的导电材料设置在所述至少两片树脂浸渍纸之一的表面上；和
(c)采用热和压力以面对关系一起压缩所述至少两片浸渍树脂的纸，其中所述导电材料设置在所述至少两片树脂浸渍纸之间。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述至少两片树脂浸渍纸或额外的树脂浸渍纸中的至少一个包括装饰层。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，第二图案化导电材料设置在所述至少两片树脂浸渍纸之一的第二表面上，并且所述第一和第二导电材料通过所述树脂浸渍纸导电连接。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，通过加热和压力将所述的至少两片树脂浸渍纸压在一起，包括将所述至少两片树脂浸渍纸以堆叠方式置于两个压板之间，将所述至少两个压板之间的堆叠树脂浸渍纸的压力增加到至少1000psi，将温度升高至≤140℃，同时保持压力将温度降低至≤40℃，随后将压力降至零表压。
21.一种无线传输能量的方法，其特征在于，所述方法包括：(i)提供权利要求1所述的装饰性多层表面材料；(ii)向所述第一导电材料提供电流，使得在与所述表面材料相邻的区域中产生电磁场；以及(iii)在电磁场内放置一个在靠近所述表面配置用于接收无线能量传输的装置。
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