CN111971161B - 用于纹理化的3d打印的基材的涂层 - Google Patents

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Abstract

涂层系统用于在视觉上隐藏低轮廓表面特征并且建立高轮廓表面特征的光学特性。该涂层系统可用于隐藏使用三维打印制造的制品的表面上的构建线。使用涂层系统，可以修改有意的表面特征(诸如图案和纹理)的光学特性，以获得期望的光学效果。

Description

用于纹理化的3D打印的基材的涂层
本申请根据美国法典第35卷第119(e)节要求2018年4月9日提交的美国临时申请第62/655,145号的优先权，该美国临时申请通过引用以其整体并入。
技术领域
本公开涉及用于使用增材制造所制造的表面的涂层。涂层可以用于在视觉上隐藏表面特征和突出表面特征。
背景技术
在增材三维制造系统中，可以通过沉积连续的构建材料层从数字模型中实现物理对象，所述构建材料层累积以提供期望的形式。某些增材技术使每一层都成为挤出的材料的单个连续路径，通常在x-y平面中完成对象的一层，并且然后针对每个后续横截面，步进到下一个z位置(或高度)，所有这些都在计算机控制下。
已经设计了诸如部分步进或微步驱动的技术来增加步进电机的空间分辨率，该步进电机通常用于在这样的增材技术中控制x-y定位。然而，仍然需要增材制造技术，其允许在制造期间将表面纹理和其他表面特征(特别是小的或亚像素特征)独立地应用于模型。
作为制造过程的结果，在连续的构建层之间，打印线或构建线将是明显的。可以使用各种方法来去除打印线，包含表面磨蚀方法和沉积完全地覆盖打印线的外部膜或涂层。
已经开发了增材三维制造方法，以赋予打印的制品的表面纹理。在这样的制品中，可能期望在视觉上隐藏打印线，同时保持有意的表面纹理。对于其他打印的制品，可能期望突出有意的表面特征以强调某些视觉效果。
发明内容
根据本发明，涂覆的制品包括：(a)包括表面的制品，其中，该表面包括多个低轮廓特征；并且所述多个低轮廓特征具有10μm至200μm的表面区域粗糙度；和(b)覆盖该表面的涂层系统，其中该涂层系统包括一个或多个涂层，其中该涂覆的表面具有小于10μm的表面区域粗糙度。
根据本发明，在制品的表面上在视觉上隐藏多个低轮廓特征的方法，包括将涂层系统施加到表面上以提供涂覆的表面，其中，涂层系统包括一个或多个涂层；并且涂覆的表面具有小于10μm的表面区域粗糙度。
根据本发明，突出制品的表面上的多个有意的形貌特征的方法，其中所述表面包括多个低轮廓特征，所述方法包括将涂层系统施加到所述表面上提供涂覆的表面，其中所述低轮廓特征在涂覆的表面上在视觉上不明显。
附图说明
本文描述的附图仅用于说明目的。附图并不旨在限制本公开的范围。
图1示出了具有皮革纹理化的表面的打印的表面，其具有表面涂层。
图2示出了具有皮革纹理化的表面的打印的表面，其具有表面涂层。
图2示出了具有皮革纹理化的表面的打印的表面，其具有表面涂层。
图4示出了具有皮革纹理化的表面的打印的表面，其具有表面涂层。
图5示出了具有木纹饰面的打印的测试面板。该测试面板涂覆有含有
Figure BDA0002716127300000024
红色特殊效果颜料的层。测试面板的右半部分包含顶部透明涂层，并且左半部分包含顶部哑光饰面层。
图6示出了具有各种纹理化的表面的打印的测试面板。面板的上半部分包含多层涂层，该多层涂层由2K(两部分)氨基甲酸乙酯基底漆、密封剂(ECS25)、底涂层(EHPT407)和D8115哑光饰面顶涂层组成。测试面板的下半部分涂覆有多层涂层系统，该多层涂层系统包括2K氨基甲酸乙酯底漆、内部灰色底涂层、SHPT407涂层和D8115哑光饰面顶涂层。
图7示出了具有各种纹理化的表面的打印的测试面板。测试面板的上半部分涂覆有2K氨基甲酸乙酯基底漆、密封剂(ECS25)、内部灰色中间涂层和D8115哑光饰面顶涂层。测试面板的下半部分涂覆有2K氨基甲酸乙酯基底漆、密封剂(ECS25)、含有特殊效果的颜料
Figure BDA0002716127300000021
smoking gun；Vibrance />
Figure BDA0002716127300000022
)的中间涂层和DC4000透明涂层。
图8示出了具有各种纹理化的表面的打印的测试面板。测试面板的上半部分涂覆有2K氨基甲酸乙酯基底漆(ECP15)、底涂层(ECS25)、宝石红中间涂层和D8115哑光顶涂层。测试面板的下半部分涂覆有2K氨基甲酸乙酯基底漆、密封剂(ECS25)、宝石红中间涂层、含有特殊效果颜料(Red
Figure BDA0002716127300000023
)的中间涂层和DC4000透明涂层。
图9示出了具有各种纹理化的表面的打印的测试面板。测试面板涂覆有2K氨基甲酸乙酯基底漆、密封剂(ECS25)、EHP T407底涂层和DC4000透明涂层(上半部分)或D8115哑光顶涂层(下半部分)。
图10示出了涂覆有四层汽车修补涂层系统的打印的纹理化的测试面板。
图11示出了涂覆有软接触涂层的测试面板。
图12A-12F示出了(12A)/(12B)所制造的聚碳酸酯/ABS打印的测试面板的形貌；(12C)/(12D)具有25μm厚的2K氨基甲酸乙酯底漆的涂层的打印的测试面板，以及(12E)/(12F)具有50μm至62.5μm厚的2K环氧底漆的涂层的打印的测试面板。图12A、12C和12E示出了如使用共聚焦成像系统所测量的形貌轮廓，其中数字表示表面区域粗糙度。图12B、12D和12F示出了相应表面的照片。
图13A-13F示出了以下的形貌：(1)所制造的
Figure BDA0002716127300000031
9085打印的测试面板(13A)/(13B)；(2)具有25μm厚的2K氨基甲酸乙酯底漆的涂层的打印的测试面板(13C)/(13D)；和(3)具有50μm至62.5μm厚的2K环氧底漆的涂层的打印的测试面板(13E)/(13F)。图13A、13C和13E示出了如使用共聚焦成像系统所测量的形貌轮廓。图13B、13D和13F示出了相应表面的照片。
图14A-14B示出了具有纹理化的表面图案(14A/14B)和在涂覆有2K环氧基底漆(14C/14D)后的如所制造的聚碳酸酯/ABS打印的表面的形貌。图14A和14C示出了如使用共聚焦成像系统所测量的形貌轮廓。图14B和14D分别示出了图14A和14C的相应表面的照片。
图15示出了具有木纹饰面的打印的测试面板。
现在详细地参考本公开的实施例。虽然描述了本公开的某些实施例，但是应当理解，这并不旨在将本公开的实施例限制于所公开的实施例。相反，对本公开的实施例的提及旨在覆盖可以包含在如由所附的权利要求限定的本公开的实施例的精神和范围内的替代、修改和等同物。
具体实施方式
为了以下详细描述的目的，应当理解，由本公开提供的实施例可以采取各种替代的变化和步骤顺序，除非有相反的明确说明。此外，除了在任何操作实例中，或者在另外指明的情况下，在说明书和权利要求中使用的表示例如成分的数量的所有数字应被理解为在所有情况下由术语“约”修饰。因此，除非有相反的指示，否则在下面的说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是近似值，其可以根据本发明要获得的期望的特性而变化。至少，并不是试图将等同原则的应用限制到权利要求的范围，每个数值参数至少应该根据所报告的有效数字的数量并通过应用普通的舍入技术来解释。
尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是在具体实例中阐述的数值被尽可能精确地报道。然而，任何数值都固有地含有一定误差，这些误差必定是由在其各自的测试测量中发现的标准偏差引起的。
此外，应当理解，本文所述的任何数值范围旨在包含其中包含的所有子范围。例如，“1至10”的范围旨在包含所述最小值1和所述最大值10之间(并包含此二值)的所有子范围，即具有大于等于1的最小值和小于等于10的最大值。
诸如三维打印的制品的“制品”是指例如物体、部件、组件、子组件、结构或设备。制品的尺寸没有限制。例如，制品包含手持装置、汽车交通工具部件、航空航天部件、建筑物体和工程结构。制品包含可以使用增材制造(诸如使用三维打印)而制造的任何物体。制品包含物体，该物体包括已经使用诸如三维打印的增材制造所制造的表面或表面的一部分。
“增材制造”广泛地包含机器人制造方法。增材制造的实例包含立体平版打印术、直接光处理、熔融沉积成型、熔融细丝制造、多喷射成型、三维打印和选择性激光烧结。增材制造过程包含例如材料挤出、定向能量沉积、材料喷射、粘合剂喷射、片材层压、光聚合和粉末床熔融。与增材制造方法一起使用的材料包含热塑性塑料、金属、陶瓷和生化制品。虽然在说明书中具体提到了三维打印，但是应当理解，由本公开所提供的材料和方法适用于使用增材制造所制造的任何制品，包含本段中提到的任何增材制造方法。
“表面区域粗糙度”使用轮廓仪或使用共聚焦显微镜来确定。表面区域粗糙度可以通过例如使用大面积3D光学测量系统(诸如Keyence VR-3200宏观显微镜)来确定。表面区域粗糙度是Ra(线的算术平均高度)对表面的延伸。表面区域粗糙度表示每个点的高度与表面的算术平均值相比的差值。
诸如平行打印线和形貌特征等的特征的高度和平均高度可以使用轮廓仪或使用共聚焦显微镜(诸如使用Keyence VR-3200宏观显微镜)来测量。
“在视觉上光滑的”是指表面特征对于从至少12英寸(30.5cm)的距离观察表面的人来说是不可见的。
“在视觉上明显的”是指表面特征对于从至少12英寸(30.5cm)的距离观察表面的人来说是可见的。
“在视觉上隐藏打印线”是指打印线对于从至少12英寸(30.5cm)的距离观察表面的人来说是不可见的。
“软接触涂层”是指可以赋予基材一系列触摸感觉的涂层，例如，天鹅绒般的触感或感觉、丝般的触感或感觉或者橡胶般的触感或感觉。软接触涂层还可以表现出良好的耐化学性和耐机械性以及涂层中所需的其他性能。
“1K”组合物是指其中在使用前(诸如在运输和储存期间)共活性组分被结合，并且反应在使用前和/或在使用期间立即开始的组合物。反应可以通过例如施加能量诸如热能、声能、机械能和/或通过光化辐射来引发。1K组合物可以包括在施加前和/或在施加期间立即被活化的潜在催化剂。潜在催化剂的实例包含水分活化的催化剂、核/壳包封剂、光引发催化剂、光不稳定催化剂和其他潜在催化剂。1K涂层的实例包含可通过光化辐射(诸如使用紫外辐射)固化的涂层。
“2K”是指两部分涂层，其中两个独立的部分就在使用前或在使用期间结合。两部分涂层包含第一部分和第二部分，其中第一部分包括第一反应组分，并且第二部分包括第二反应组分，其中第一组分与第二组分反应。当在施加前组合时，第一组分和第二组分共反应以形成共活性组合物。共活性组分的反应速率可以通过包含催化剂或通过施加能量诸如热能来改变。反应性组分可以包括具有反应性官能团的化合物，和一种或多种附加组分，诸如例如催化剂、填料、流变控制剂、溶剂、着色剂、光引发剂、阻燃剂、水分控制剂，以及任何前述的组合。2K涂层的实例包含可喷涂的氨基甲酸乙酯/多元醇涂层，其中氨基甲酸乙酯和多元醇组分是分离的并在喷涂过程中结合以提供可固化涂层。
共活性组合物可以包括具有一个或多个第一官能团的第一化合物和具有一个或多个第二官能团的第二化合物，其中一个或多个第一官能团与一个或多个第二官能团反应。在共活性组合物中，第一共活性化合物可以包括一个或多个第一官能团，并且第二共活性化合物可以包括一个或多个第二官能团，其中一个或多个第一官能团中的每一个可与一个或多个第二官能团中的每一个反应。一个或多个第一官能团中的每一个可以相同，或者第一官能团中的至少一些可以不同于其他第一官能团。一个或多个第二官能团中的每一个可以相同，或者第二官能团中的至少一些可以不同于其他第二官能团。
共活性组合物可以包括至少一种第三共活性化合物，其中该至少一种第三共活性化合物可以包括一个或多个第三官能团，诸如两个或更多个第三官能团。一个或多个第三官能团中的每一个可以相同，或者第三官能团中的至少一些可以不同于其他第三官能团。一个或多个第三官能团的每一个可以与一个或多个第一官能团中的每一个反应，一个或多个第三官能团中的每一个可以与一个或多个第二官能团中的每一个反应，一个或多个第三官能团中的每一个可与一个或多个第一官能团中的每一个和一个或多个第二官能团中的每一个反应，或者一个或多个第三官能团中的至少一个可与一个或多个第一官能团中的至少一个反应，并且一个或多个第三官能团中的至少一个可与一个或多个第二官能团中的至少一个反应。
共活性官能团的实例是众所周知的。例如，第一官能团可以是硫醇基团，并且第二官能团可以是硫醇基团、烯基基团、炔基基团、环氧基基团、迈克尔受体基团、异氰酸酯基团或任何前述的组合。这些固化化学物质可以适于在长适用期或有效工作时间与快速固化速度之间提供平衡。有用的固化化学物质的实例包含羟基/异氰酸酯、胺/异氰酸酯、环氧树脂/环氧树脂和迈克尔受体/迈克尔受体反应。因此，第一官能团可以包括异氰酸酯，并且第二官能团可以包括羟基基团、胺基团或其组合。第一官能团可以包括环氧基团，并且第二官能团可以包括环氧基团。第一官能团可以包括迈克尔受体基团，并且第二官能团可以包括迈克尔受体基团。第一官能团可以是迈克尔受体基团，诸如(甲基)丙烯酸酯基团、马来酸基团或富马酸基团，并且第二官能团可以是伯胺基团或仲胺基团。第一官能团可以是异氰酸酯基团，并且第二官能团可以是伯胺基团、仲胺基团、羟基基团或硫醇基团。第一官能团可以是环状碳酸酯基团、乙酰乙酸酯基团或环氧基团；并且第二官能团可以是伯胺基团或仲胺基团。第一官能团可以是硫醇基团，并且第二官能团可以是烯基基团、乙烯基醚基团或(甲基)丙烯酸酯基团。第一官能团可以是迈克尔受体基团，诸如(甲基)丙烯酸酯基团、氰基丙烯酸酯、乙烯基醚、乙烯基吡啶或α,β-不饱和羰基基团，并且第二官能团可以是丙二酸酯基团、乙酰丙酮化物、硝基烷烃或其他活性烯基基团。第一官能团可以是硫醇基团，并且第二官能团可以是烯基基团、环氧基团、异氰酸酯基团、炔基基团或迈克尔受体基团。第一官能团可以是迈克尔供体基团，并且第二官能团可以是迈克尔受体基团。第一官能团和第二官能团都可以是硫醇基团。第一官能团和第二官能团都可以是烯基基团。第一官能团和第二官能团都可以是迈克尔受体基团，诸如(甲基)丙烯酸酯基团。第一官能团可以是胺，并且第二官能团可以选自环氧基团、异氰酸酯基团、丙烯腈、包含酯和酸酐的羧酸、醛或酮。合适的共反应官能团描述在例如Noomen,Proceedings of the XIIIth InternationalConference in Organic Coatings Science and Technology,Athens,1987,page 251；和Tillet et al.,Progress in Polymer Science,36(2011),191-217中。
由本公开提供的涂层系统被设计成在视觉上隐藏低轮廓表面特征，并且建立和/或突出高轮廓表面特征的光学特性。
表面可以包括降低、干扰和/或损害表面的所需视觉外观的低轮廓特征。低轮廓特征可以导致表面显得暗淡或模糊。低轮廓特征可以随机地分布在表面上，不均匀地分布在表面上，均匀地分布在表面上。低轮廓特征可以是不规则的，或者低轮廓特征可以是不规则的。低轮廓特征可能是无意的。例如，低轮廓特征可以是制造过程的人工产物。例如，某些铸造操作可以生产具有粗糙表面的制品。诸如三维打印的增材制造可以产生具有打印线的表面。打印线可以是由材料层的顺序沉积产生的平行特征。打印线的高度和相邻打印线之间的间隔可以取决于许多因素，诸如每层所沉积的材料的体积、打印的速度、材料的粘度、沉积的材料的固化速率或凝固速率、材料的温度、待沉积的材料的类型(诸如材料是热塑性塑料还是热固性塑料)、沉积的层的厚度和/或沉积的层的宽度。
低轮廓表面特征可以设置在原本基本上平滑的表面上。可替代地，低轮廓表面特征可以施加在具有有意的表面形貌的表面上。例如，制品的表面可以包括有意的纹理和/或图案。有意的纹理可以为表面提供触觉特性和/或视觉特性。有意的表面形貌可以通过诸如例如模制、热成型、压花的方法或通过压印来产生。可以使用诸如三维打印的增材制造方法来产生有意的表面形貌。有意的表面特征可以具有比低轮廓表面特征更高的轮廓。例如，低轮廓表面特征可以具有高于表面的标称平面的第一高度，并且高轮廓特征可以具有高于表面的标称平面的第二高度，其中第二高度大于第一高度。第二高度可以例如比第一高度大0.5倍、1倍、2倍、3倍、5倍、10倍、20倍、50倍或100倍。低轮廓表面特征可以掩盖或干扰高轮廓表面特征的视觉特性。
制品(诸如使用包含三维打印在内的增材制造所制造的制品)的表面可以包含低轮廓表面特征，诸如由顺序沉积过程产生的构建线，也被称为打印线。这样的制品的表面可以以平行条纹为特征，这是不希望的。打印线可以导致视觉上和/或触觉上的粗糙表面。打印线可以基本上平行，这意味着相邻的线在整个长度上分开约相同的距离。平行的打印线可以是线性的或者非线性的。增材制造也可以用于制造具有有意的表面形貌的表面。有意的表面形貌可以采取例如赋予表面的图案化或纹理的形式。有意的表面特征可以由比低轮廓表面特征(诸如构建线)更大的轮廓来表征。
由本公开提供的涂层系统可以在视觉上隐藏或在视觉上平滑低轮廓表面特征，并且可以用于建立高轮廓特征的光学特性。例如，可以将一个或多个涂层施加到具有低轮廓特征的表面上，使得表面特征在视觉上不明显。此外，涂层可以用于改变高轮廓形貌特征的视觉外观。修改的实例包含突出有意的表面特征、修改有意的表面特征的反射和/或反射角和/或修改有意的表面特征的对比度。光学特性可以包含在电磁光谱的紫外、可见和/或红外区域中的特性。光学特性可以包含在电磁光谱的可见区域中的光学特性，诸如对于观看具有有意的表面特征的表面的人来说将是明显的。
由本公开提供的多层涂层可以包含底漆涂层、密封剂涂层、底涂层、中间涂层、顶部涂层、外部涂层或任何前述的组合。涂层化学物质可以包含合适的涂层化学物质，诸如氨基甲酸乙酯/多元醇涂层化学物质和环氧涂层化学物质。涂层可以使用任何合适的方法(包含通过喷涂)施加到表面上。合适的多层涂层化学物质包含修补涂层，诸如汽车修补涂层。单个涂层的化学物质可以不同于其他涂层的化学物质。某些涂层可以是水基的。
可以选择底漆涂层，以提供对下面的基材的粘附力。可以选择底漆涂层以增强对下面的基材的粘附力。例如，底漆涂层可以是氨基甲酸乙酯基底漆涂层或环氧基底漆涂层。
密封剂涂层可以防止或最小化溶剂和水从环境中扩散到下面的底漆涂层。密封剂涂层还可以防止或最小化基材的成分扩散迁移到多层涂层的上层。例如，密封剂涂层可以是氨基甲酸乙酯基密封剂涂层或环氧基密封剂涂层。
底涂层和中间涂层可以用于改变多层涂层的外观和颜色。底涂层和中间涂层可以是透明的，可以含有颜料，和/或可以含有光散射添加剂。
顶涂层可以是最上面的涂层。顶涂层可以是例如透明的，可以是有光泽的涂层，或者可以呈现哑光饰面。顶涂层可以是例如耐磨的。
外部涂层可以赋予多层结构一个或多个期望的特征。例如，外部涂层可以是耐刮擦的、耐磨的、耐污的、耐指纹的、耐清洗液的、赋予美学品质和/或赋予触觉特性。作为后者的实例，外部涂层可以是触觉涂层，诸如软接触涂层。
各层的功能和特性可以被组合在单个层中并且不一定相互排斥。通常，多层涂层可以具有第一涂层，该第一涂层可以被施加到下面的基材上，以平滑或在视觉上隐藏低轮廓形貌特征，并且在基材和多层涂层系统的一个或多个覆盖层之间提供粘附力。
由本公开提供的涂层系统可以包括电涂层涂层系统，其可以应用于金属表面、合金表面、导电热塑性表面或导电热固性表面。基材可以通过电涂覆步骤与包括成膜树脂的涂层组合物接触，其中通过电沉积将电沉积组合物沉积到导电基材上。在电沉积过程中，待处理的导电基材用作电极，并且导电对电极可以放置成与离子电沉积组合物接触。当电极和对电极与电沉积组合物接触时，当电流在电极和对电极之间通过时，电沉积组合物的粘附膜可以以基本上连续的方式沉积在金属基材上。电沉积可以在1伏到几千伏的范围内(诸如在50伏至500伏之间)的恒定电压下进行。电流密度可以在1.0A/ft2至15A/ft2(10.8A/m2至161.5A/m2)之间，并且可以在电沉积过程期间降低，这表明形成了连续的自绝缘膜。电沉积组合物可以包括分散在水性介质中的树脂相，其中树脂相包括：(a)含活性氢基团的离子电沉积树脂，和(b)具有与(a)的活性氢基团反应的官能团的固化剂。可电沉积的组合物可以包括作为主要成膜聚合物的含活性氢的离子型(通常是阳离子型)电沉积树脂。电涂层的实例例如在美国申请公开第2016/00204055号和美国申请公开第2019/0040530号中公开，其每一个通过引用以其整体并入。
涂层系统可以应用于任何合适的制品的表面，在该制品中，期望在视觉上隐藏低轮廓表面特征并建立高轮廓表面特征(例如图案和纹理)的光学特性。
制品可以是例如热塑性塑料、热固性塑料、金属、合金、陶瓷、复合材料或其组合。可以使用增材制造(诸如通过三维打印)来制造制品。制品可以是包括表面的制品，其中该表面使用增材制造(诸如通过三维打印)来制造。例如，制品可以包括包括有金属的基材和包括有使用三维打印沉积的热塑性塑料的表面。
合适的热塑性塑料的实例包含聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氨酯、聚脲、聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸乙烯酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚醚醚酮、聚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯醚、聚砜、聚四氟乙烯、热塑性弹性体以及任何前述的组合。
合适的热固性塑料的实例包含聚酯、聚氨酯、聚脲、苯酚甲醛、脲甲醛、三聚氰胺、邻苯二甲酸二烯丙酯、环氧树脂、苯并噁嗪、聚酰亚胺、双马来酰亚胺、氰酸酯、硅酮、乙烯基酯以及任何前述的组合。
合适金属的实例包含铝、铬、铜、镍、铁、镁、钛、钴、锌以及任何前述的合金。
塑料被用于各种模制应用中，以用于制备用于汽车、工业、航空航天和电器市场等的模制的制品。例如，交通工具包含许多由塑料构建的内部和外部制品和附件，诸如镜壳、挡泥板、保险杠罩、扰流板、仪表板和内部装饰。航空航天交通工具诸如商用飞机也包含由聚合物材料制成的外部和内部制品。这样的制品的制备通常包含模制制品和向模制的制品施加一层或多层成膜涂层以保护和/或着色制品的步骤。
越来越多地，这样的制品使用诸如三维打印的增材制造技术来制造。金属和复合材料制品也正在使用各种增材制造技术制造。
涂层系统的一层或多层可以由包含热固性聚合物组合物的涂层组合物沉积。热固性组合物是指在固化或交联时不可逆地“固化”的聚合物组合物，其中聚合物组分的聚合物链通过共价键连接在一起。这种特性通常与常常由例如热或辐射引起的组合物组分的交联反应有关。固化或交联反应也可以在环境条件下进行。一旦固化或交联，热固性树脂在施加热时不会熔化，并且不溶于溶剂。在其他实施例中，保护性和装饰性涂层系统的一层或多层可以由包含热塑性聚合物组合物的涂层组合物沉积。热塑性塑料指的是包括聚合物组分的聚合物组合物，所述聚合物组分没有通过共价键连接并且因此在加热时可以经历液体流动并且可溶于溶剂。
涂层系统的一层或多层可以由包含聚合物组合物和稀释剂的液体组合物(即水性或溶剂型系统)沉积。合适的稀释剂包含有机溶剂、水和水/有机溶剂混合物。其中可以分散这样的聚合物组合物的有机溶剂包含例如醇、酮、芳香烃、乙二醇醚、酯及其混合物。稀释剂可以以例如5重量％至80重量％，诸如30重量％至50重量％的量存在，其中重量％基于组合物的总重量。
涂层系统的一层或多层可以由包含聚合物组合物的涂层组合物沉积，所述聚合物组合物包括例如含羟基或羧酸的丙烯酸共聚物、含羟基或羧酸的聚酯聚合物和低聚物、含异氰酸酯或羟基的聚氨酯聚合物和/或含胺或异氰酸酯的聚脲。
丙烯酸聚合物包含丙烯酸或甲基丙烯酸或丙烯酸或甲基丙烯酸的羟烷基酯(诸如甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯)与一种或多种其他可聚合的烯键式不饱和单体诸如丙烯酸的烷基酯(包含甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸2-乙基己酯)和乙烯基芳族化合物(诸如苯乙烯、α-甲基苯乙烯和乙烯基甲苯)的共聚物。选择反应物的比例和反应条件，以得到具有侧接羟基或羧酸官能团的丙烯酸聚合物。
涂层系统的一层或多层可以由包含聚合物组合物的涂层组合物沉积，该聚合物组合物包含聚酯聚合物或低聚物。这样的聚合物可以通过多元醇和多元羧酸的缩合以已知的方式来制备。合适的多元醇包含例如乙二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷和季戊四醇。
合适的多元羧酸包含例如己二酸、1,4-环己基二羧酸和六氢邻苯二甲酸。除了上述多元羧酸之外，还可以使用酸的功能等同物，诸如酸酐(如果其存在)或酸的低级烷基酯(诸如甲酯)。此外，可以使用少量的一元羧酸，诸如硬脂酸。
含羟基的聚酯低聚物可以通过二羧酸的酸酐(诸如六氢邻苯二甲酸酐)与二醇(诸如新戊二醇)以1:2的摩尔比反应来制备。
在期望增强空气干燥的情况下，可以使用合适的干燥油脂肪酸，并且包含例如来自亚麻籽油、大豆油、妥尔油、脱水蓖麻油或桐油的干燥油脂肪酸。
例如，聚酯可以含有可用于进一步交联反应的游离末端羟基和/或羧基基团。
含有末端异氰酸酯或羟基基团的聚氨酯聚合物也可以存在于涂层组合物中，从该涂层组合物中沉积涂层系统的一层或多层。可以使用的聚氨酯多元醇或NCO封端的聚氨酯包含例如通过使多元醇(包含聚合物多元醇)与多异氰酸酯反应制备的那些。可使用的含聚脲的末端异氰酸酯或伯胺或仲胺基团包含例如通过使多胺(包含聚合物多胺)与多异氰酸酯反应制备的那些。可以调节羟基/异氰酸酯或胺/异氰酸酯的当量比，并且选择反应条件以获得所需的末端基团。合适的多异氰酸酯的实例包含在美国专利第4,046,729号第5栏第26行至第6栏第行中描述的那些。合适的多元醇的实例包含在美国专利第4,046,729号第7栏第52行至第10栏第35行中描述的那些。合适的多胺的实例包含在美国专利第4,046,729号第6栏第61行至第7栏第32行中和在美国专利第3,799,854号第3栏第13行至第50行中描述的那些。
涂层系统的一层或多层可以由可固化涂层组合物沉积，所述可固化涂层组合物包含固化剂，诸如氨基塑料树脂和酚醛塑料树脂及其混合物，作为OH和COOH的固化剂，以及含酰胺和氨基甲酸酯官能团的材料。在这样的可固化组合物中适合作为固化剂的氨基塑料和酚醛塑料树脂的实例包含在美国专利第3,919,351号第5栏第22行至第6栏第25行中描述的那些。
可用作用于含羟基和伯氨基和/或仲氨基基团的材料的固化剂的多异氰酸酯和封端的多异氰酸酯在本领域中是众所周知的。合适的多异氰酸酯和封端的异氰酸酯的实例包含在美国专利第4,546,045号第5栏第16行至第38行中；和在美国专利第5,468,802号第3栏第48行至第60行(其每一个通过引用以其整体并入)中描述的那些。
作为用于含OH和伯氨基和/或仲氨基基团的材料的固化剂的酸酐在本领域中是众所周知的。合适的酸酐的实例包含在美国专利第4,798,746号第10栏第16行至第50行和美国专利第4,732,790号第3栏第41行至第57行(其每一个通过引用以其整体并入)中描述的那些。
作为用于含COOH官能团的材料的固化剂的聚环氧化物在本领域中是众所周知的。合适的聚环氧化物的实例包含在美国专利第4,681,811号第5栏第33行至第58行(其通过引用以其整体并入)中描述的那些。
作为用于含环氧官能团的材料的固化剂的多元酸在本领域中是众所周知的。合适的多元酸的实例包含在美国专利第4,681,811号第6栏第45行至第9栏第54行(其通过引用以其整体并入)中描述的那些。
多元醇，即每分子平均具有两个或更多个羟基基团的材料，可以用作用于含NCO官能团的材料和酸酐和酯的固化剂，并且在本领域中是众所周知的。合适的多元醇的实例包含在美国专利第4,046,729号第7栏第52行至第8栏第9行；第8栏第29行至第9栏第66行以及美国专利第3,919,315号第2栏第64行至第3栏第33行(其每一个通过引用以其整体并入)中描述的那些。
多胺也可以用作用于含NCO官能团的材料和用于碳酸酯和未受阻的酯的固化剂并且在本领域中是众所周知的。合适的多胺的实例包含在美国专利第4,046,729号第6栏第61行至第7栏第26行(其每一个通过引用以其整体并入)中描述的那些。
涂层系统的一层或多层可以由涂层组合物沉积，该涂层组合物除了所述的组分之外，还包含各种其他助剂材料。如果需要，其他聚合物组合物可以与上述聚合物组合物结合使用，只要所得的涂层组合物在应用、物理性能和外观特性方面不会受到不利影响。
涂层系统的一层或多层可以由包含催化剂以加速固化反应的涂层组合物沉积。合适的催化剂的实例包含有机锡化合物，诸如二月桂酸二丁基锡、氧化二丁基锡和二乙酸二丁基锡。适合于促进氨基塑料固化剂和热固性分散体的反应性羟基和/或氨基甲酸酯官能团之间的固化反应的催化剂包含酸性材料，例如酸性磷酸酯诸如磷酸苯酯，以及取代的或未取代的磺酸诸如十二烷基苯磺酸或对甲苯磺酸。
涂层系统的一层或多层可以由包含一种或多种其他添加剂成分的涂层组合物沉积，所述添加剂成分包含配制表面涂层领域中众所周知的那些成分，诸如染料、颜料、表面活性剂、流动控制剂、触变剂、填料、防气剂、有机共溶剂、催化剂和其他常用助剂。这些材料和合适的量的实例在美国专利第4,220,679号、第4,403,003号、第4,147,769号和第5,071,904号(其每一个通过引用以其整体并入)中描述。
涂层系统可以被施加到制品的表面，其中该涂层系统包括由包括增粘剂的涂层组合物沉积的涂层。增粘剂或增粘剂的组合可以基于涂层系统所施加的表面来选择。这样的组合物包含与增粘剂相容的树脂，并且可以通过任何合适的施加技术来施加。在这些实施例中，组合物可以包括卤化聚烯烃，其通过如上所述将相容性材料接枝到聚烯烃上来改性。例如，如果在保护性和装饰性涂层系统中存在底漆层，则沉积这样的层的组合物可以包含这样的增粘剂。可替代地，如果不存在这样的层，则增粘剂可以存在于多层涂层系统的底涂层中，或者其可以存在于沉积单层涂层系统的单涂层的组合物中。增粘剂可以存在于保护性和装饰性涂层系统的多于一层中。
因此，本发明的某些方法包括以下步骤：(a)通过第一施加技术将包括增粘剂的组合物施加到制品的表面的至少一部分上；和(b)在步骤(a)中施加的组合物的至少一部分上施加保护性和装饰性涂层系统。在本发明的这些方法中，保护性和装饰性涂层系统包括由涂层组合物沉积的涂层，该涂层组合物包括(i)包括卤化聚烯烃的增粘剂，在某些实施例中，该增粘剂可以通过将相容性材料接枝到聚烯烃上来改性，和(ii)与增粘剂相容的树脂。这样的树脂可以包含本文所述的任何热固性或热塑性聚合物组合物。此外，这样的涂层可以通过与第一施加技术相同或不同的施加技术来沉积。
涂层系统的涂层可以包括例如1.0重量％至5.0重量％的增粘剂，其中重量％基于组合物的总重量。在这样的涂层组合物中存在的增粘剂的量可以在这些值的任意组合之间变化，包含所述的值。
沉积涂层系统的一层或多层的涂层组合物可以通过任何常规的涂覆技术(诸如刷涂、喷涂、浸渍或流动等)来施加。在某些实施例中，这样的组合物通过喷涂来施加。此外，用于施加这样的组合物的装置可以包括喷枪或气溶胶罐。
由本公开提供的涂层系统可以包括覆盖制品的表面的底漆涂层。
底漆涂层可以包括任何合适的底漆组合物，诸如氨基甲酸乙酯基底漆组合物或环氧基底漆组合物。
合适的氨基甲酸乙酯基底漆组合物的实例包含ECP 15，一种可从PPGIndustries,Inc.获得的2K氨基甲酸乙酯基底漆组合物。
合适的环氧基底漆组合物的实例包含DP 50LF和VP 2050，其都是可从PPGIndustries,Inc.获得的2K环氧基底漆组合物。
可以选择环氧基底漆涂层，以为制品的表面提供所需的粘附力。
底漆涂层可以被施加至任何合适的厚度。
例如，底漆涂层可以具有5μm至80μm、10μm至60μm、15μm至50μm、20μm至30μm或40μm至70μm的厚度。
使用三维打印制造的制品的表面可以具有构建线或打印线形式的低轮廓特征。构建线和打印线的特征在于大致平行的特征，这些特征可以具有例如10μm至200μm、50μm至200μm诸如55μm至150μm的高度，并且可以分开例如10μm至200μm、10μm至100μm或15μm至50μm。平行的构建线产生具有凹槽或条纹外观的表面。可以期望在视觉上隐藏构建线以产生基本上在视觉上平滑的表面。这可以通过施加底漆涂层和一个或多个附加的涂层到足够的厚度来实现，以通过填充脊或高点之间的凹陷或特征来有效地隐藏构建线。
在将涂层施加到表面上之后，可以对涂层进行研磨或打磨。施加的涂层可以基本上符合表面的低轮廓特征，并且如果存在的话，符合表面的高轮廓特征。覆盖低轮廓和/或高轮廓表面特征的涂层的一部分可以通过研磨涂层来去除。涂层可以被研磨，使得覆盖表面特征的涂层的厚度减小，而不会显著减小表面特征之间的凹陷中的涂层的厚度。以这种方式，涂层填充表面特征之间的凹陷，从而降低表面的表面区域粗糙度。涂层不会被研磨到下面的低轮廓或高轮廓表面特征被磨损的程度。在该过程中，单个表面层的厚度小于低轮廓表面特征的高度，诸如小于低轮廓表面特征高度的10％、小于20％、小于30％、小于40％、小于50％或小于60％。
图12A-12D示出了使用三维打印制造的聚碳酸酯/ABS制品的表面形貌。该表面的特征在于平行的特征，其分开约25μm，并且具有如使用共聚焦显微镜测量的约60μm的高度(图12A)。如图12B所示，表面在视觉上有沟槽。
如图12C所示，在将25μm厚的2K氨基甲酸乙酯基底漆(ECP15)的涂层施加到图12A和12B所示的表面上后，构建线的平均高度降低到约15μm。如图12D所示，从视觉上，表面显示出条纹，而不是没有底漆涂层的更深凹槽的表面。
如图12E所示，在将50μm至65μm厚的2K环氧基底漆涂层(VP2050)施加到图12A和12B所示的涂覆的表面上后，表面形貌降低至约8μm，并且在视觉上不再以规则间隔的条纹为特征。如图12F所示，表面在视觉上看起来是平滑的。
图13A-13F示出了在用2K氨基甲酸乙酯基底漆涂层和2K环氧基底漆涂层涂覆表面之前和之后，使用三维打印制造的
Figure BDA0002716127300000141
9085(聚醚酰亚胺)制品的相似结果，与图12A-12F一致。未涂覆的/>
Figure BDA0002716127300000142
9085表面的特征在于分开约100μm并且具有22μm的高度的特征。通过用2K氨基甲酸乙酯环氧底漆(ECP15)施加25μm厚的涂层，表面区域粗糙度(Sa)从14.4μm(图13A-13B)减小到7.5μm(图13C-13D)，并且在施加50μm至65μm厚的2K环氧底漆(VP2050)后减小到1.5μm(图13E-13F)。
为了在视觉上隐藏打印线使得表面在视觉上看起来是平滑的，涂层系统可以具有例如在打印线的平均高度的+/-50％之内，诸如在+/-40％之内、在+/-30％之内、在+/-20％之内、在+/-15％之内、在+/-10％之内或在+/-5％之内的总厚度。用于隐藏打印线的涂层系统可以包括一个或多个层，其中每个层可以独立地相同或不同。每个层可以独立地具有例如1μm至50μm、2μm至40μm、5μm至35μm或10μm至30μm的厚度。用于隐藏打印线的涂层系统可以具有例如1至10层、2至8层或3至6层。
在施加涂层系统后，多个平行特征可以具有小于10μm、小于8μm、小于6μm或小于4μm的平均特征高度。在施加涂层系统后，表面的特征可以在于小于10μm、小于8μm、小于6μm或小于4μm的平均表面区域粗糙度。在施加涂层系统前，该表面的特征可以在于小于10μm、小于8μm、小于6μm或小于4μm的平均表面区域粗糙度。为了在视觉上隐藏低轮廓特征，诸如打印线，涂层系统不需要足够厚以延伸到低轮廓特征之上并提供平坦的表面。涂层系统可以优先地填充低轮廓特征之间的空间。在表面区域粗糙度小于10μm的情况下，低轮廓特征(诸如打印线)的视觉效果可以变得在视觉上隐藏。
构建线和打印线可能是在增材制造中使用的顺序过程的人工产物。构建线和打印线通常是不期望的，并且使用各种方法来移除或提升特征。典型的方法包括研磨或打磨表面以去除打印线或用涂层完全覆盖打印线。对于既含有打印线又含有有意的高轮廓形貌特征的所制造的表面，在没有不利地影响高轮廓表面形貌的情况下，研磨打印线可能难以完成。例如，诸如高轮廓表面特征之间的打印线的低轮廓特征可能难以通过研磨去除。
可以期望有意地将形貌特征并入到三维打印的制品的表面中。这样的特征可以采取规则或不规则图案的形式，以产生有意的视觉效果。这些特征可以具有例如比构建线的高度大约4倍、大6倍、大8倍或大10倍的高度。图案可以具有也比构建线大得多的特征面内尺寸(在表面平面内)。例如，特征面内尺寸可以大于500μm、大于1000μm或大于2000μm。尽管特征尺寸比构建线的特征尺寸大得多，但构建线可以主导三维打印的制品的表面的视觉外观。形貌特征可以包括不规则的图案，诸如皮革纹理化的表面。形貌特征可以包括规则的图案。例如，多个规则形貌特征可以以大于平行打印线之间的间距的距离分开。在一些情况下，还可以期望的是突出打印线。例如，打印线可以包括模拟木纹外观的凸起的特征。取决于涂层，木纹特征可以在视觉上看起来与制品的表面齐平，或者可以在视觉上看起来在制品的表面上方凸起。因此，可以理解，可以选择涂层系统以如所期望的在视觉上隐藏打印线或在视觉上突出打印线。旨在被突出的打印线包含在有意的特征的范围内。
这在图14A-14D中示出。该表面被有意地制造成包含由小的盒状特征和大的盒状特征组成的图案。图14A示出了使用三维打印制造的聚碳酸酯/ABS制品的表面形貌。有意的特征具有约523μm的高度，间隔约3000μm。从视觉上，如图14B所示，有意的盒图案在视觉上被构建线掩蔽。如图14C-14D所示，在施加50μm至65μm厚的2K环氧基底漆(VP 2050)的层之后，构建线在视觉上被完全掩蔽，并且尽管被平滑，但有意的特征被保持。由于底漆涂层，有意的特征的高度从523μm降低到480μm。实际上，涂层填充在有意的特征之间。如图14D所示，通过隐藏构建线，有意的表面特征变得清晰，并且作为小的盒状结构和大的盒状结构的规则图案是容易明显的。涂覆的表面没有被磨损。在有意的形貌特征之间，涂层足够厚以覆盖低轮廓打印线。
除了用于增强向表面添加多层涂层的底漆之外，还可以在底漆上施加各种附加涂层。
例如，这些附加层可以包含密封剂、底涂层、中间涂层底涂层和顶涂层。
密封剂可以通过提供对溶剂迁移到下面的底漆/制品界面的屏障来改善涂层系统的表面粘附力。合适的密封剂的实例包含ECS25。
底涂层可以包含着色剂，诸如颜料或颜色效果材料。
中间-底涂层可以包含特殊效果颜料，并且除了底涂层之外还可以被施加覆盖。合适的中间-底涂层的实例是可从PPG Industries,Inc.获得的
Figure BDA0002716127300000161
特殊效果涂层。
Figure BDA0002716127300000162
是包括着色剂的涂层组合物的实例，其可以是分散体的形式，诸如纳米颗粒分散体。纳米颗粒分散体可以包含一种或多种高度分散的纳米颗粒着色剂和/或着色剂颗粒，其产生期望的可见颜色和/或不透明度和/或视觉效果。纳米颗粒分散体可以包含着色剂，诸如粒径小于150nm，诸如小于70nm或小于30nm的颜料或染料。纳米颗粒可以通过用粒度小于0.5mm的研磨介质研磨原料有机或无机颜料来生产。纳米颗粒分散体及其制备方法的实例公开在例如美国专利第6,875,800B2号和美国申请公开第20050287354号中，其每一个通过引用以其整体并入。纳米颗粒分散体也可以通过结晶、沉淀、气相冷凝和化学研磨(即部分溶解)来生产。非隐藏的、赋予颜色的有机颜料纳米颗粒的分散体提供了特别有用的美学特性。低水平的蓝色纳米颜料可以抵消在成膜组合物的固化期间可能出现的任何发黄。蓝色或黑色纳米颜料增强了防眩光涂层的外观，尤其是在基材上的黑色底层上。此外，可以选择有色纳米颜料以增强或补充制品的基础颜色。
顶涂层可以用作多层涂层系统的外部涂层。顶涂层可以用于多种用途，包含耐磨性、耐刮擦性、耐污性、耐指纹性、膨胀性或便于清洁。顶涂层还可以赋予所需的光学特性，诸如在视觉上透明或具有哑光饰面以减少反射。合适的透明涂层的实例包含可从PPGIndustries,Inc.获得的DC4000。合适的哑光顶涂层的实例包含D8115。合适的涂层化学物质的实例包含异氰酸酯基涂层和环氧基涂层。
涂层的选择和厚度可以显著地影响有意纹理化的表面的视觉外观。这些效果在图7和8中示出。影响包含放大有意的形貌和改变定向反射率。当中间-底涂层含有特殊效果颜料诸如Vibrance
Figure BDA0002716127300000163
(包含Crystal PealTM和/>
Figure BDA0002716127300000164
产品线)和可从PPGIndustries,Inc.获得的/>
Figure BDA0002716127300000165
颜料时，效果可以被增强。
外部涂层可以包括提供触觉特性(tactile property)或触觉特性(hapticproperty)的涂层。例如，涂层可以赋予柔软的触感。
例如，合适的软接触涂层公开在国际申请公开第WO 2016/201103号和美国申请公开第2014/0220354号和美国申请公开第2015/0307738号(其每一个通过引用以其整体并入)中。
由本公开提供的涂层系统可以含有着色剂。着色剂可以存在于一个或多个涂层中。例如，着色剂可以存在于底漆涂层、密封剂涂层、底涂层、中间涂层或任何前述的组合中。涂层系统中的涂层可以包括一种或多种着色剂。涂层可以包括与另一涂层中的着色剂相同或不同的着色剂。
着色剂是指赋予涂层系统颜色和/或其他视觉效果的物质。着色剂可以以任何合适的形式(诸如离散的颗粒、分散体、溶液和/或薄片)添加到涂层中。单一着色剂或两种或更多种着色剂的混合物可以用于涂层。
着色剂的实例包含颜料、染料和染色剂(诸如在油漆工业中使用的和/或在干燥颜色制造商协会(DCMA)中列出的那些)，以及特殊效果组合物和材料。着色剂可以包含例如在使用的条件下不溶但可润湿的细分的固体粉末。着色剂可以是有机的或无机的，并且可以是团聚的或非团聚的。着色剂可以通过研磨或简单混合被并入到涂层中。着色剂可以通过使用研磨载体诸如丙烯酸研磨载体研磨到涂层中而被并入。
合适的颜料和/或颜料组合物的实例包含咔唑二噁嗪粗颜料、偶氮、单偶氮、双偶氮、萘酚AS、盐型(色淀)、苯并咪唑酮、缩合物、金属络合物、异吲哚啉酮、异吲哚啉和多环酞菁、喹吖啶酮、苝、芘酮、二酮吡咯并吡咯、硫靛、蒽醌、茚满酮、蒽醌嘧啶、黄烷士酮、皮蒽酮、蒽嵌蒽醌、二噁嗪、三芳基碳鎓、喹酞酮颜料、二酮吡咯并吡咯红(DPPBO红)、炭黑以及任何前述的组合。
合适的染料的实例包含那些溶剂基和/或水基的染料，诸如添加染料、偶氮染料、碱性染料、直接染料、分散染料、活性染料、溶剂染料、硫染料、媒染剂染料，例如钒酸铋、蒽醌、苝、铝、喹吖啶酮、噻唑、噻嗪、偶氮、靛蓝、硝基、亚硝基、噁嗪、酞菁、喹啉、芪、醌茜蓝(D&C紫2号)和三苯基甲烷。
合适的染色剂的实例包含分散在水基或水混溶性载体中的颜料，诸如可从Degussa,Inc.商购的
Figure BDA0002716127300000171
896、可从Eastman Chemical,Inc.的AccurateDispersions部门商购的Charisma />
Figure BDA0002716127300000172
和/>
Figure BDA0002716127300000173
Industrial Colorants。
着色剂可以是分散体的形式，包含例如纳米颗粒分散体。纳米颗粒分散体可以包含一种或多种高度分散的纳米颗粒着色剂和/或着色剂颗粒，其产生期望的可见颜色和/或不透明度和/或视觉效果。纳米颗粒分散体可以包含着色剂，诸如粒径小于150nm，诸如小于70nm或小于30nm的颜料或染料。纳米颗粒可以通过用粒径小于0.5mm的研磨介质研磨原料有机或无机颜料来生产。纳米颗粒分散体及其制备方法的实例在美国专利第6,875,800B2号、美国申请公开第2005/0287354号、美国申请公开第2009/0326098号和美国申请公开第2006/0251896号(其每一个通过引用以其整体并入)中被鉴定。纳米颗粒分散体也可以通过结晶、沉淀、气相冷凝和化学研磨(即部分溶解)来生产。为了最小化涂层内纳米颗粒的再团聚，可以使用树脂涂覆的纳米颗粒的分散体。“树脂涂覆的纳米颗粒的分散体”是指连续相，其中分散有离散的“复合微粒”，其包括纳米颗粒和纳米颗粒上的树脂涂层。
非隐藏的、赋予颜色的有机颜料纳米颗粒的分散体在电子工业中提供了特别有用的美学特性。这样的颜料分散体可从PPG Industries,Inc.以商标
Figure BDA0002716127300000185
获得。低水平的蓝色纳米颜料可以抵消在成膜组合物的固化期间可能出现的任何发黄。蓝色或黑色纳米颜料增强了防眩光涂层的外观，特别是在制品的黑色底层上。此外，可以选择有色纳米颜料以增强或补充制品(诸如增材制造的制品)的基础颜色。纳米颗粒分散体特别适用于本发明的可固化成膜溶胶-凝胶组合物，其包括(I)四烷氧基硅烷；(ii)环氧官能的三烷氧基硅烷；(iii)含金属的催化剂；(iv)溶剂组分；和(v)非氧化物颗粒。
其他合适的特殊效果着色剂包含可从PPG Industries,Inc.获得的Vibrance
Figure BDA0002716127300000181
中的着色剂，包含例如Crystal Pearl、
Figure BDA0002716127300000182
Figure BDA0002716127300000183
和
Figure BDA0002716127300000184
可以使用的特殊效果组合物的实例包含颜料和/或产生一种或多种外观效果(诸如反射、珠光、金属光泽、磷光、荧光、光致变色、光敏性、热致变色、角变色和/或颜色变化)的组合物。另外的特殊效果组合物可以提供其他可感知的特性，诸如不透明度或纹理。特殊效果组合物可以产生颜色偏移，使得当从不同的角度观察涂层时，涂层的颜色发生变化。颜色效果组合物的实例公开在例如美国专利第6,894,086号中。另外的颜色效果组合物可以包含透明的涂覆的云母和/或合成云母、涂覆的二氧化硅、涂覆的氧化铝、透明的液晶颜料、液晶涂层和/或任何组合物，其中干涉是由材料内的折射率差引起的，而不是因为材料的表面和空气之间的折射率差引起的。
通常，着色剂可以以足以赋予期望的特性、视觉和/或颜色效果的任何量存在于涂层中。例如，着色剂可以以1重量％至65重量％，诸如3重量％至40重量％或5重量％至35重量％的量存在，其中重量％基于用于形成涂层的涂层组合物的总重量。
可以用于由本公开提供的涂层系统的材料的其他实例包含增塑剂、耐磨颗粒、耐腐蚀颗粒、腐蚀抑制添加剂、填料(诸如云母、滑石、粘土和无机矿物)、抗氧化剂、受阻胺光稳定剂、紫外光吸收剂和稳定剂、表面活性剂、流动和表面控制剂、触变剂、有机助溶剂、反应性稀释剂、催化剂、反应抑制剂、阻燃剂和增粘剂。
涂层可以被应用于各种制品。例如，涂层系统可以被应用于例如汽车制品、航空航天制品、工业制品、包装制品、木地板和家具、建筑表面、服装、电子产品(包含外壳和电路板)、玻璃和透明胶片以及运动器材。这些制品可以是例如金属的或非金属的。金属制品包含例如锡、钢(包含电镀锌钢、冷轧钢、热浸镀锌钢等)、铝、铝合金、锌-铝合金、涂覆有锌-铝合金的钢和镀铝钢。非金属制品包含例如聚合物、塑料、聚酯、聚烯烃、聚酰胺、纤维素、聚苯乙烯、聚丙烯酸、聚(萘二甲酸乙二醇酯)、聚丙烯、聚乙烯、尼龙、EVOH、聚乳酸、其他“绿色”聚合物制品、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚碳酸酯、聚碳酸酯丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC/ABS)、聚酰胺、木材、单板、木质复合材料、刨花板、中密度纤维板、水泥、石材、玻璃、纸、纸板、纺织品、皮革以及合成和天然材料。
涂层系统可以应用于在汽车内饰、航空航天交通工具内饰和消费电子产品中发现的制品。例如，涂层可以应用于在仪表板、门板、扶手、头枕、气囊盖、杂物箱盖、中央控制台、笔记本电脑、平板电脑、蜂窝电话和其他手持式电子装置上发现的制品。
由本公开提供的涂层系统可以用于涂覆包含交通工具的表面的制品。交通工具以其最广泛的意义使用并且包含所有类型的飞机、航天器、水运工具和地面交通工具。例如，交通工具可以包含飞机，诸如飞机包含私人飞机，以及小型、中型或大型商用客机、货机和军用飞机；直升机，包含私人、商业和军用直升机；航空航天交通工具，包含火箭和其他航天器。交通工具可以包含地面交通工具，诸如例如拖车、轿车、卡车、公共汽车、货车、建筑用车、高尔夫球车、摩托车、自行车、火车和铁路车辆。交通工具还可以包含水运工具，诸如例如轮船、小船和气垫船。
由本公开提供的涂层系统可以用于F/A-18喷气式飞机或相关飞机，诸如F/A-18ESuper Hornet和F/A-18F(由McDonnell Douglas/Boeing和Northrop生产)；波音787Dreamliner，737、747、717客机喷气式飞机，一种相关的飞机(由Boeing CommercialAirplanes生产)；V-22Osprey；VH-92、S-92和相关的飞机(由NAVAIR和Sikorsky生产)；G650、G600、G550、G500、G450和相关飞机(由Gulfstream生产)；以及A350、A320、A330和相关的飞机(由Airbus生产)。由本公开提供的涂层系统可以用于任何合适的商用、军用或通用航空飞机，诸如例如由Bombardier Inc.和/或Bombardier Aerospace生产的飞机，诸如Canadair Regional Jet(CRJ)和相关飞机；由Lockheed Martin生产的飞机，诸如F-22Raptor,F-35Lightning和相关飞机；由Northrop Grumman生产的飞机，诸如B-2Spirit和相关飞机；由Pilatus Aircraft Ltd.生产的飞机；由Eclipse Aviation Corporation生产的飞机；或者由Eclipse Aerospace(Kestrel Aircraft)生产的飞机。
涂层可以应用于任何合适的表面，包含例如交通工具的表面、建筑表面、消费产品、电子产品、船舶设备和工业设备。当被应用于汽车内饰和消费电子产品时，该涂层系统特别有用。例如，本发明的涂层可以应用于在笔记本电脑、平板电脑、蜂窝电话、其他手持式电子装置等上发现的制品。因此，本发明进一步包含一种电子装置或电子部件，其具有至少部分地涂覆有本文所述的涂层组合物的表面。如本文所使用的，电子装置是指能够处理向任何外部实体发送或从任何外部实体接收的数据的任何种类的装置。电子部件是指与电子装置相关联的部件或电子装置的一部分。
由本公开提供的涂层系统可以用于使用诸如三维打印的增材制造技术制造的制品和物体。在增材制造中，材料的连续层被沉积以产生三维物体。视觉上明显的不连续性可以在连续层之间产生，并且可以被称为构建线或打印线。这种可见的条纹或线对于最终产品来说可能是不期望的，在最终产品中可能需要光滑的精修表面。由本公开提供的涂层系统可以应用于打印的表面，以使打印线平滑并使表面平坦化，使得构建线在视觉上不明显。然后，可以将另外的涂层施加到第一涂层上，以为涂层系统提供附加的功能，诸如颜色、特殊的表面特性，或者建立有意的表面结构的光学特性，诸如内置到表面中的有意的纹理或有意的图案。增材制造技术可以用于制造具有带有复杂表面细节的表面的制品，并且由本公开提供的涂层系统可以用于突出、放大、定制、控制、增强和/或以其他方式修改有意的表面特征的光学特性。以这种方式，结合使用增材制造方法制造的表面特征，由本公开提供的涂层系统可以产生期望的视觉和/或触觉美学效果。
由本发明的涂层组合物形成的涂层可以通过任何合适的方法(诸如例如通过电涂、喷涂、静电喷涂、浸渍、辊涂和刷涂)施加到制品上。每一涂层可以被施加至干膜厚度，例如0.1密耳至5密耳(2.54μm至127μm)、0.5密耳至3密耳(12.7μm至76.2μm)、1密耳至1.5密耳(25.4μm至38.1μm)、2密耳至2.5密耳(50.8μm至63.5μm)。例如，可以将涂层施加至10μm至100μm、12μm至70μm或15μm至45μm的干膜厚度。每个涂层可以作为单一涂层被施加，或者可以作为多层被施加以形成涂层。例如，底漆涂层可以包含例如1至10个单独的涂层。
涂层组合物可以施加到制品上并固化形成具有柔软、光滑触感或感觉的涂层。例如，在某些实施例中，已经发现由本文所述的水性涂层组合物沉积的涂层表现出：小于15N/mm2或小于10N/mm2或小于8N/mm2的费歇尔显微硬度，如按照
Figure BDA0002716127300000201
HM2000手册(“费歇尔显微硬度测试”)中所述的说明通过/>
Figure BDA0002716127300000211
HM2000触笔显微硬度仪所测量的；在从0.01至0.80或从0.01至0.5或从0.1至0.3的范围内的摩擦系数，如根据ASTM方法D1894通过Dynisco Polymer Test-1055摩擦系数测试仪利用毡接触所测量的；和/或1微英寸至60微英寸或10微英寸至40微英寸或20微英寸至30微英寸的表面粗糙度，如按照在TaylorHobson Precision />
Figure BDA0002716127300000212
Duo手册(表面粗糙度测试)中描述的说明通过TaylorHobson Precision />
Figure BDA0002716127300000213
Duo轮廓仪所测量的。如本文中所使用的，费歇尔显微硬度是指材料对变形的硬度，“摩擦系数”是指保持物体和表面之间接触的力与阻止物体的运动的摩擦力的比率，并且表面粗糙度是指表面的纹理，诸如涂层的表面的纹理，其由表面与其理想形式的垂直偏差来量化。
除了柔软的感觉之外，涂层还表现出良好的耐化学性和耐机械性。例如，根据ASTMD5402，涂层可以在50μm的干膜厚度下抵抗50次甲基乙基酮(MEK)的双重摩擦。例如，根据ASTM F2357，涂层可以在50μm的干膜厚度下承受多于50次的研磨介质循环。
外部涂层可以表现出良好的耐污性。例如，已经发现，由本文所述的涂层组合物形成的涂层在暴露至少168小时后对芥末和口红的污渍表现出小于20、小于15、小于12、小于10、小于8、小于6、小于4、小于2或小于1的ΔE。此外，还发现由本文所述的涂层组合物形成的涂层在暴露至少168小时后，对防晒霜、洗手液、咖啡、番茄酱、印章墨水、可乐和皮脂的污渍表现出小于3、小于2或小于1的ΔE。ΔE值由带有冷白色荧光光源的GretagMacBeth
Figure BDA0002716127300000214
2145分光光度计测定。ΔE值基于使用L*a*b*坐标的CIE94颜色系统，并且如本文中所使用的，是指未染色的和染色的涂层样品之间的颜色差异。使用以下方法来测量ΔE值：(1)使用本文所述的涂层组合物将涂层施加到制品上；(2)测量未染色的涂覆的制品的颜色；(3)施加诸如上面所述的物质以在涂层上诱导染色；(4)在一定时间段后，诸如在暴露168小时后，用异丙醇或肥皂溶液轻轻地将染色物质从涂覆的样品上擦去；以及(5)根据未染色的涂层和染色的涂层之间的颜色变化计算DE值。由涂层显示的DE值越低，由涂层提供的耐污性越大。所描述的方法也被称为“染色试验方法”。
因此，本文所述的涂层组合物可以被施加至制品以形成具有柔软的触感、良好的耐污性和涂层中所需的其他特性的涂层。
由本公开提供的涂层系统可以满足航空航天内部涂层的要求，包含与易燃性、烟雾和毒性有关的航空航天规范。
实例
通过参考以下实例来进一步说明由本公开提供的实施例，这些实例描述了由本公开提供的某些涂层以及这样的涂层的用途。对于本领域技术人员来说，将明显的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以实践对材料和方法两者的许多修改。
实例1
纹理化的模拟的皮革测试面板
通过三维打印来制备具有纹理化的模拟的皮革表面的测试面板。
Figure BDA0002716127300000221
9085(可从Stratasys,Inc.获得的聚醚酰亚胺热塑性塑料)测试面板通过三维打印来制造，并且包括具有模拟的皮革纹理的表面。皮革纹理特征在测试面板的标称表面上方约50μm至150μm处。用SU4901清洁和磨损面板(塑料粘合系统的步骤1；PPGIndustries,Inc.)。然后用含有塑料粘合助剂的SU4902擦拭面板。在干燥后，用气溶胶塑料增粘剂(SUA4903)涂覆面板。在增粘剂涂层干燥后，使用装有1.8mm喷嘴的3M />
Figure BDA0002716127300000222
HVLP施加2K氨基甲酸乙酯基底漆(ECP15，/>
Figure BDA0002716127300000223
二道底漆；PPG Industries,Inc.)的两层涂层(约1密耳(25.4μm)干/涂层)。在干燥底漆涂层后，施加另外的涂层。
为了制备具有皮革样纹理化的表面的黑色面板，使用装有WSB喷嘴的
Figure BDA0002716127300000224
4000B HVLP来施加/>
Figure BDA0002716127300000225
Mazda Grey底涂层的两层涂层(约0.1密耳(2.54μm)干/涂层；PPG Industries,Inc.)。在底涂层干燥后，在25psi(172kPa)的压力下，使用装有1.3mm喷嘴的/>
Figure BDA0002716127300000226
5000B RP在底涂层上施加D8115(/>
Figure BDA0002716127300000227
哑光透明涂层，PPGIndustries,Inc.)的两层涂层(约1密耳(25.4μm)干/涂层)。面板在室温(25℃)下干燥。涂覆的皮革纹理化的黑色面板的实例在图1-3中示出。
为了制备具有皮革样纹理化的表面的白色面板，使用装有1.8mm喷嘴的3M
Figure BDA0002716127300000228
HVLP来施加ECS21密封剂的一层涂层(1密耳(25.4μm)干/涂层，PPGIndustries,Inc.)。在密封剂干燥后，使用装有WSB喷嘴的/>
Figure BDA0002716127300000229
4000B HVLP来施加GM8624White />
Figure BDA00027161273000002210
底涂层的两层涂层(约0.1密耳(2.54μm)干/涂层；PPGIndustries,Inc.)。在底涂层干燥后，在25psi(172kPa)的压力下，使用装有1.3mm喷嘴的
Figure BDA00027161273000002211
5000B RP在底涂层上施加D8115(/>
Figure BDA00027161273000002212
哑光透明涂层；PPG Industries,Inc.)的两层涂层(约1密耳(25.4μm)干/涂层)。然后让面板在室温(25℃)下干燥。涂覆的皮革纹理化的白色面板的实例在图4中示出。
实例2
模拟的木纹测试面板
通过三维打印来制备具有模拟的木纹外观的测试面板。
测试面板涂覆有红色染色的底涂层、具有特殊效果的Andaro颜料的中间涂层和顶涂层。木纹面板的照片在图5中示出，并且示出了具有哑光饰面的顶涂层(左)和透明光泽的顶涂层(右)的部分的表面。在图5所示的视图中，木纹的对比度被突出。另一个视图在图15中示出，其中光的角度与有光泽的透明顶涂层相结合突出了木纹的三维轮廓。
实例3
纹理化的测试面板
使用三维打印来制造具有不同的有意表面形貌的截面的聚碳酸酯/ABS测试面板。测试面板涂覆有各种修补涂层系统，其包含底漆涂层、密封剂、底涂层、中间涂层和顶涂层。
用SU4901(塑料粘合系统的步骤1；PPG Industries,Inc.)清洁和磨损测试面板。然后用SU4902擦拭清洁过的测试面板，SU4902含有塑料粘合助剂。在干燥后，测试面板涂覆有气溶胶塑料增粘剂(SUA4903；PPG Industries,Inc.)。在增粘剂干燥后，将ECP15(
Figure BDA0002716127300000231
二道底漆；PPG Industries,Inc.)的两层涂层(约1密耳(25.4μm)干/涂层)施加在增粘剂层上。然后将测试面板在60℃下烘烤30min，并且然后冷却并用320P砂粒轻轻研磨。将ECP15的另外的四层涂层(约1密耳(25.4μm)干/涂层)施加到未纹理化的一侧，并烘烤测试面板，并且然后如前所述进行研磨。按照该程序，打印线不再可见。施加ECS25(
Figure BDA0002716127300000232
密封剂；PPG Industries,Inc.)的两层涂层(约1密耳(25.4μm)干/涂层)，并且然后快速干燥30min。
然后将三层EHP 407(约0.1密耳(2.54μm)干/涂层)底涂层(
Figure BDA0002716127300000233
高性能)施加在密封剂上。将DC4000的两层涂层(约1.2密耳(30.5μm)干/涂层)(/>
Figure BDA0002716127300000234
有光泽透明涂层；PPG Industries,Inc.)施加在测试面板的非纹理化的一侧。在施加透明涂层后，测试面板在60℃烘烤30min，并且然后用800P砂纸研磨。然后将D8115(/>
Figure BDA0002716127300000235
哑光透明涂层，PPG Industries,Inc.)的两层涂层(约1密耳(25.4μm)干/涂层)施加到面板上。
图6-7示出了涂覆的纹理化的测试面板的照片。
红色面板(图8)涂覆有具有
Figure BDA0002716127300000236
红色染色剂(DC4000中的VM4350；PPGIndustries,Inc.)的染色的透明涂层。在施加染色的透明涂层后，将DC4000透明涂层或D8115哑光涂层的一层涂层(干燥约1密耳)施加在染色的透明涂层上。
ECP15使用装有1.7mm喷嘴的
Figure BDA0002716127300000237
100BF HVLP施加。ECS25使用带有1.4mm喷嘴的/>
Figure BDA0002716127300000241
100BF HVLP施加。/>
Figure BDA0002716127300000242
EHP 407底涂层使用装有WSB喷嘴的
Figure BDA0002716127300000243
4000B HVLP施加。染色的透明涂层使用装有1.3mm喷嘴和TE20空气帽的Devilbiss />
Figure BDA0002716127300000244
Pro Lite施加。所有涂层都是在约29psi(200kPa)的压力下施加的。使用装有1.3mm喷嘴的/>
Figure BDA0002716127300000245
5000B RP在25psi(172kPa)的压力下施加哑光和光泽透明涂层。
在表1中提供了测试面板上涂层的总结。
表1.涂覆的纹理化的测试面板。
Figure BDA0002716127300000246
1ECP15； 聚氨酯底漆，可从PPG Industries Inc.获得。
2ECS25； 聚氨酯密封剂涂层，可从PPG Industries Inc.获得。
3EHP T407； 丙烯酸乳胶基涂层，可从PPG Industries Inc.获得。
4DC4000； 聚氨酯基光泽透明涂层，可从PPG Industries Inc.获得。
5内部灰色。
6D8115哑光； 具有哑光饰面的聚氨酯基涂层，可从PPG Industries Inc.获得。
Figure BDA0002716127300000247
Smoking Gun；DC4000聚氨酯基光泽透明涂层中的/>
Figure BDA0002716127300000248
Collection颜料，可从PPG Industries Inc.获得。
Figure BDA0002716127300000249
DC4000聚氨酯基光泽透明涂层中的颜料VM4350，可从PPG IndustriesInc.获得。
实例4
风化测试
根据SAE J2527(风化测试)，在暴露于水和光的循环之后，评估实例3的纹理化的测试面板的光学质量。将样品放在风化室中，持续6000小时的总测试时间，并且以1000小时的间隔进行评估。在光周期中，风化室被设置为70℃的黑色面板温度，47℃的室温度，和50％RH的相对湿度。用具有340nm的截止波长和0.55W/cm2的强度的紫外光源照射样品。在黑暗周期中，风化室被设置为38℃和95％RH的相对湿度。暴露条件由四个阶段表征。在没有辐射但喷水的情况下，阶段1是持续60min的黑暗周期。在持续60min的阶段2中，在不喷水的情况下，将样品暴露于1320焦耳。在持续60min的阶段3中，在喷水的情况下，样品暴露于660焦耳。在持续60min的阶段4中，在不喷水的情况下，将样品暴露于1980焦耳。
结果在表2和表3中呈现。
表2.在风化后，ABS测试面板上涂层的光学特性的变化。
Figure BDA0002716127300000251
Figure BDA0002716127300000261
表3.在风化后
Figure BDA0002716127300000262
9085测试面板上涂层的光学特性的变化。/>
Figure BDA0002716127300000263
色差是基于CIE L*a*b坐标评估的，其中ΔL是指亮度/暗度的差异，Δa是指红色/绿色坐标的差异，Δb是指黄色/蓝色坐标的差异，并且ΔE是总色差(ΔL2+Δa2+Δb2)1/2。
实例5
带有汽车修补涂层的纹理化的测试面板
用标准的汽车修补涂层制备纹理化的测试面板。涂层系统包含底漆涂层(CMPP3700A；PPG Industries,Inc.)、白色底涂层(DBC 930774/1；PPG Industries,Inc.)、透明中间涂层(DBC930774/2；PPG Industries,Inc.)和透明涂层(TKU2000CS；APAD Flex2K，PPG Industries,Inc.)。涂层以类似于实例4中所述的厚度和使用类似于实例4中所述的方法来施加。将施加的涂层在80℃烘烤30min。
图10示出了纹理化的测试面板的照片，其中标准的汽车修补漆被施加在整个表面上。
实例6
软接触测试面板
制备了具有软接触表面涂层的测试面板。
Figure BDA0002716127300000271
9085面板以棕褐色、黑色和中灰色制备。每个面板具有三层涂层。第一层涂层(底漆)的厚度为15μm至20μm并且包含棕褐色、黑色或中灰色颜料。第二层(底涂层)的厚度为10μm至20μm并且包含棕褐色、黑色或中灰色颜料。第三层(软接触)是50μm至60μm厚的软接触透明涂层。涂层在60℃至80℃下烘烤6h至8h。
图11示出了面板的照片。测试面板的纹理化的部分的上部和下部包括不同的软接触顶涂层。
本发明的方面
本发明由以下方面进一步限定。
方面1.一种涂覆的基材，包括：包括表面的基材，其中所述表面包括：以第一高度为特征的多个第一形貌特征；和具有第二高度的多个第二形貌特征，其中所述第二高度大于所述第一高度；以及覆盖所述表面的涂层系统，其中所述涂层系统包括第一涂层，所述第一涂层被配置为在视觉上隐藏所述多个第一形貌特征。
方面2.根据方面1所述的涂覆的基材，其中，所述基材使用增材制造来制造；并且多个第一形貌特征包括打印线。
方面3.根据方面1至2中任一个所述的涂覆的基材，其中所述多个第二形貌特征包括有意的表面形貌。
方面4.根据方面3所述的涂覆的基材，其中所述有意的表面形貌包括图案、纹理或其组合。
方面5.根据方面1至4中任一个所述的涂覆的基材，其中，所述多个第一形貌特征的特征在于第一高度；所述多个第二形貌特征的特征在于第二高度；并且所述第二高度大于所述第一高度。
方面6.根据方面1至5中任一个所述的涂覆的基材，其中所述第一涂层的特征在于厚度在所述第一高度的+/-20％内。
方面7.根据方面1至6中任一个所述的涂覆的基材，其中所述第一涂层被配置为平坦化所述表面。
方面8.根据方面1至7中任一个所述的涂覆的基材，其中所述第一涂层包括底漆涂层。
方面9.根据方面8所述的涂覆的基材，其中所述底漆涂层包括氨基甲酸乙酯基底漆涂层或环氧基底漆涂层。
方面10.根据方面8所述的涂覆的基材，其中所述底漆涂层满足航空航天易燃性、烟雾和毒性规范的要求。
方面11.根据方面1至10中任一个所述的涂覆的基材，其中所述涂层系统包括两个或更多个第二涂层。
方面12.根据方面11所述的涂覆的基材，其中所述两个或更多个第二涂层被配置为建立所述多个第二形貌特征的光学特性。
方面13.根据方面12所述的涂覆的基材，其中所述光学特性包括视觉特性。
方面14.根据方面11至13中任一个所述的涂覆的基材，其中所述两个或更多个第二涂层被配置为突出所述多个第二形貌特征。
方面15.根据方面11至14中任一个所述的涂覆的基材，其中所述第一涂层包括底漆涂层，并且所述两个或更多个第二涂层包括底涂层、中间涂层、颜料层、顶涂层、外部涂层或任何前述的组合。
方面16.根据方面11至15中任一个所述的涂覆的基材，其中所述两个或更多个第二涂层中的至少一个包括特殊效果颜料。
方面17.根据方面11至16中任一个所述的涂覆的基材，其中所述两个或更多个第二涂层包括外部触觉涂层。
方面18.根据方面17所述的涂覆的基材，其中所述触觉涂层包括软接触涂层。
方面19.根据方面1至18中任一个所述的涂覆的基材，其中所述基材包括热塑性塑料、热固性塑料、金属或任何前述的组合。
方面20.根据方面1至19中任一个所述的涂覆的基材，其中所述基材包括聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚醚酰亚胺、聚氨酯、聚脲或任何前述的组合。
方面21.根据方面1至20中任一个所述的涂覆的基材，其中增材制造包括三维打印。
方面22.根据方面1至21中任一个所述的涂覆的基材，其中所述涂层系统包括覆盖所述基材的底漆涂层、覆盖所述底漆涂层的底涂层以及覆盖所述底涂层的触觉涂层。
方面23.根据方面1至22中任一个所述的涂覆的基材，其中所述涂层系统包括包括有特殊效果的颜料的涂层。
方面24.根据方面1至23中任一个所述的涂覆的基材，其中所述基材包括金属；并且所述涂层系统包括两层电涂层系统。
方面25.一种交通工具，包括根据方面1至24中任一个所述的涂覆的基材。
方面26.根据方面25所述的交通工具，其中所述交通工具是航空航天交通工具。
方面27.一种多层涂层系统，包括：第一涂层，其中，所述第一涂层被配置为在视觉上平坦化表面；并且所述表面包括多个有意的形貌特征；和覆盖所述第一涂层的一个或多个第二涂层，其中一个或多个涂层被配置为建立所述多个有意的形貌特征的光学特性。
方面28.根据方面27所述的多层涂层系统，其中所述第一涂层包括底漆涂层。
方面29.根据方面27至28中任一个所述的多层涂层系统，其中所述一个或多个第二涂层包括底涂层、中间涂层、顶涂层、外部涂层或任何前述的组合。
方面30.根据方面27至29中任一个所述的多层涂层系统，其中所述一个或多个第二涂层中的至少一个包括特殊效果颜料。
方面31.根据方面27至30中任一个所述的多层涂层系统，其中所述一个或多个第二涂层包括触觉涂层。
方面32.一种表面，包括根据方面27至31中任一个所述的多层涂层系统。
方面33.根据权利要求32所述的表面，其中所述表面包括使用增材制造所制造的制品的表面。
方面34.一种涂覆表面的方法，其中，所述表面包括：以第一高度为特征的多个第一形貌特征；以及以第二高度为特征的多个第二形貌特征，其中所述第二高度大于所述第一高度；并且所述方法包括：将第一涂层施加至所述表面以在视觉上隐藏所述第一形貌特征；以及在所述第一涂层上施加至少一个第二涂层，以建立所述多个第二形貌特征的光学特性。
方面1A.一种涂覆的制品，包括：(a)包括表面的制品，其中，所述表面包括多个低轮廓特征；并且所述多个低轮廓特征具有10μm至200μm的表面区域粗糙度；和(b)覆盖所述表面的涂层系统，其中所述涂层系统包括一个或多个涂层，其中间涂层的表面具有小于10μm的表面区域粗糙度。
方面2A.根据方面1A所述的涂覆的制品，其中所述涂层系统具有的在所述低轮廓特征之间的平均厚度在所述多个低轮廓特征的表面区域粗糙度的±50％以内。
方面3A.根据方面1A至2A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述多个低轮廓特征包括多条平行线。
方面4A.根据方面1A至3A中任一个所述的涂覆的制品，其中多个平行特征隔开10μm至200μm。
方面5A.根据方面1A至4A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述涂层系统具有在所述多个低轮廓特征的表面区域粗糙度的±20％以内的总厚度。
方面6A.根据方面1A至5A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述涂覆的制品在视觉上是光滑的。
方面7A.根据方面1A至6A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述多个低轮廓特征在视觉上不明显。
方面8A.根据方面1A至7A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述一个或多个涂层包括一至十个涂层。
方面9A.根据方面1A至8A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述制品使用增材制造来制造。
方面10A.根据方面9所述的涂覆的制品，其中增材制造包括三维打印。
方面11A.根据方面1A至10A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述制品包括使用增材制造所制造的表面。
方面12A.根据方面11A所述的涂覆的制品，其中增材制造包括三维打印。
方面13A.根据方面1A至12A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述多个低轮廓特征包括三维打印线。
方面14A.根据方面1A至13A中任一个所述的涂覆的制品，其中基材进一步包括多个有意的形貌特征，其中所述多个有意的形貌特征具有的平均高度为所述低轮廓特征的平均高度的400％至1000％。
方面15A.根据方面14A所述的涂覆的制品，其中所述多个低轮廓特征在视觉上不明显，并且所述多个有意的形貌特征在视觉上明显。
方面16A.根据方面14A至15A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述多个有意的形貌特征在视觉上被突出。
方面17A.根据方面14A至16A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述涂层系统被配置为在视觉上隐藏所述多个平行特征。
方面18A.根据方面14A至17A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述涂层系统被配置为增强所述多个形貌特征的光学效果。
方面19A.根据方面14A至18A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述涂层系统包括环氧基涂层系统、氨基甲酸乙酯基涂层系统或其组合。
方面20A.根据方面1A至19A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述一个或多个涂层中的每一个独立地包括底漆涂层、底涂层、中间涂层、颜料层、顶涂层或外部涂层。
方面21A.根据方面1A至20A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述一个或多个涂层独立地包括透明涂层、特殊效果涂层、触觉涂层、软接触涂层、耐磨涂层、耐污涂层、膨胀涂层、哑光饰面涂层或任何前述的组合。
方面22A.根据方面1A至21A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述表面和所述涂覆的包括有意的三维图案。
方面23A.根据方面22A所述的涂覆的制品，其中所述有意的三维图案包括皮革纹理、木纹图案、规则图案、不规则图案或任何前述的组合。
方面24A.根据方面22A至23A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述有意的三维图案是使用三维打印制造的。
方面25A.根据方面1A至24A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述制品包括热塑性塑料、热固性塑料、金属、合金、复合材料、陶瓷或任何前述的组合。
方面26A.根据方面1A至25A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述制品是导电的，并且所述涂层系统包括电涂层系统。
方面27A.根据方面1A至26A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述涂覆的制品包括交通工具部件。
方面28A.根据方面27A所述的涂覆的制品，其中所述交通工具部件包括航空航天交通工具部件。
方面29A.根据方面27A所述的涂覆的制品，其中所述交通工具部件包括汽车交通工具部件。
方面30A.根据方面1A至30A中任一个所述的涂覆的制品，其中所述制品使用三维打印制造。
方面31A.一种在制品的表面上在视觉上隐藏多个低轮廓特征的方法，包括将涂层系统施加到所述表面上以提供涂覆的表面，其中，所述涂层系统包括一个或多个涂层；并且所述涂覆的表面具有小于10μm的表面区域粗糙度。
方面32A.根据方面31A所述的方法，其中所述多个低轮廓特征具有大于10μm的表面区域粗糙度，并且所施加的涂层系统具有在所述表面区域粗糙度的+/-50％以内的总厚度。
方面33A.根据方面31A至32A中任一个所述的方法，其中所述多个低轮廓特征具有从10μm至200μm的第一平均特征高度。
方面34A.根据方面31A至33A中任一个所述的方法，其中所述多个低轮廓特征包括多条平行线。
方面35A.根据方面31A至34A中任一个所述的方法，其中所述多个低轮廓特征包括多条打印线。
方面36A.根据方面31A至35A中任一个所述的方法，其中所述制品使用增材制造来制造。
方面37A.根据方面31A至36A中任一个所述的方法，其中所述制品包括使用增材制造所制造的表面。
方面38A.根据方面31A至37A中任一个所述的方法，进一步包括在施加另一涂层之前研磨所施加的涂层。
方面39A.一种通过根据方面31A至38A中任一个所述的方法制备的涂覆的制品。
方面40A.根据方面39A所述的涂覆的制品，其中所述制品使用三维打印制造。
方面41A.一种突出制品的表面上多个有意的形貌特征的方法，其中所述表面包括多个低轮廓特征，所述方法包括将涂层系统施加到所述表面上以提供涂覆的表面，其中所述低轮廓特征在涂覆的表面上在视觉上不明显。
方面42A.根据方面41A所述的方法，其中，所述多个低轮廓特征具有从10μm至200μm的表面区域粗糙度；并且所述多个有意的形貌特征具有第二平均特征高度，所述第二平均特征高度为所述多个低轮廓特征的表面区域粗糙度的400％至1000％。
方面43A.根据方面41A至42A中任一个所述的方法，其中所述涂层系统包括一个或多个涂层。
方面44A.根据方面41A至43A中任一个所述的方法，其中所施加的涂层系统具有在所述多个低轮廓特征的表面区域粗糙度的+/-50％内的总厚度。
方面45A.根据方面41A至44A中任一个所述的方法，其中所述制品包括使用三维打印制造的表面。
方面46A.根据方面41A至45A中任一个所述的方法，进一步包括在施加另一涂层之前研磨所施加的涂层。
方面47A.一种通过根据方面41A至46A中任一个所述的方法制备的涂覆的制品。
方面48A.根据方面46A所述的涂覆的制品，其中所述制品使用三维打印制造。
最后，应当注意，存在实现本文公开的实施例的替代方式。因此，本发明的实施例被认为是说明性的而非限制性的。此外，权利要求不限于本文给出的细节，并且有权要求其全部范围及其等同物。

Claims (40)

1.一种涂覆的制品，包括：
(a)包括表面的制品，其中，
所述表面包括多个低轮廓特征；和
所述多个低轮廓特征具有10μm至200μm的表面区域粗糙度，
其中基材进一步包括多个形貌特征，其中所述多个形貌特征具有的平均高度大于所述低轮廓特征的平均高度的4倍；和
(b)覆盖所述表面的涂层系统，其中所述涂层系统包括一个或多个涂层，所涂覆的表面具有小于10μm的表面区域粗糙度，和所述涂层系统具有的在所述低轮廓特征之间的平均厚度在所述多个低轮廓特征的表面区域粗糙度的±50％以内，其中表面区域粗糙度表示每个点的高度与表面的算术平均值相比的差值。
2.根据权利要求1所述的涂覆的制品，其中所述多个低轮廓特征包括多条平行线。
3.根据权利要求1所述的涂覆的制品，其中多个平行特征分开10μm至200μm。
4.根据权利要求1所述的涂覆的制品，其中所述涂层系统具有在所述多个低轮廓特征的表面区域粗糙度的±20％以内的总厚度。
5.根据权利要求1所述的涂覆的制品，其中所述一个或多个涂层包括一至十个涂层。
6.根据权利要求1所述的涂覆的制品，其中所述制品使用增材制造来制造。
7.根据权利要求6所述的涂覆的制品，其中增材制造包括三维打印。
8.根据权利要求1所述的涂覆的制品，其中所述制品包括使用增材制造所制造的表面。
9.根据权利要求8所述的涂覆的制品，其中增材制造包括三维打印。
10.根据权利要求1所述的涂覆的制品，其中所述多个低轮廓特征包括三维打印线。
11.根据权利要求1所述的涂覆的制品，其中基材进一步包括多个有意的形貌特征，其中所述多个有意的形貌特征具有的平均高度为所述低轮廓特征的平均高度的400％至1000％。
12.根据权利要求11所述的涂覆的制品，其中所述涂层系统被配置为在视觉上隐藏所述多个平行特征。
13.根据权利要求11所述的涂覆的制品，其中所述涂层系统被配置为增强所述多个形貌特征的光学效果，所述光学特性包括反射量，反射角，对比度，和/或取决于波长的光学特性。
14.根据权利要求1所述的涂覆的制品，其中所述涂层系统包括环氧基涂层系统、氨基甲酸乙酯基涂层系统或其组合。
15.根据权利要求1所述的涂覆的制品，其中所述一个或多个涂层中的每一个独立地包括底漆涂层、底涂层、中间涂层、颜料层、顶涂层或外部涂层。
16.根据权利要求1所述的涂覆的制品，其中所述一个或多个涂层独立地包括透明涂层、触觉涂层、软接触涂层、耐磨涂层、耐污涂层、膨胀涂层、哑光饰面涂层或任何前述的组合。
17.根据权利要求1所述的涂覆的制品，其中所述表面和所述涂覆的包括有意的三维图案。
18.根据权利要求17所述的涂覆的制品，其中所述有意的三维图案包括皮革纹理、木纹图案、规则图案、不规则图案或任何前述的组合。
19.根据权利要求17所述的涂覆的制品，其中所述有意的三维图案使用三维打印来制造。
20.根据权利要求1所述的涂覆的制品，其中所述制品包括热塑性塑料、热固性塑料、金属、合金、复合材料、陶瓷或任何前述的组合。
21.根据权利要求1所述的涂覆的制品，其中所述制品是导电的，并且所述涂层系统包括电涂层系统。
22.根据权利要求1所述的涂覆的制品，其中所述涂覆的制品包括交通工具部件。
23.根据权利要求22所述的涂覆的制品，其中所述交通工具部件包括航空航天交通工具部件。
24.根据权利要求22所述的涂覆的制品，其中所述交通工具部件包括汽车交通工具部件。
25.根据权利要求1所述的涂覆的制品，其中所述制品使用三维打印制造。
26.一种在制品的表面上在视觉上隐藏多个低轮廓特征的方法，包括：
将涂层系统施加到所述表面上以提供涂覆的表面，其中，
所述多个低轮廓特征具有10μm至200μm的第一平均特征高度，并且基材进一步包括多个有意的形貌特征，其中所述多个形貌特征具有的平均高度大于所述低轮廓特征的平均高度的4倍，
所述涂层系统包括一个或多个涂层；
所述涂覆的表面具有小于10μm的表面区域粗糙度；
所述多个低轮廓特征具有大于10μm的表面区域粗糙度，并且
所施加的涂层系统具有在所述多个低轮廓特征的所述表面区域粗糙度的+/-50％以内的总厚度，其中表面区域粗糙度表示每个点的高度与表面的算术平均值相比的差值。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述多个低轮廓特征包括多条平行线。
28.根据权利要求26所述的方法，其中所述多个低轮廓特征包括多条打印线。
29.根据权利要求26所述的方法，其中所述制品使用增材制造来制造。
30.根据权利要求26所述的方法，其中所述制品包括使用增材制造所制造的表面。
31.根据权利要求26所述的方法，进一步包括在施加另一涂层之前研磨所施加的涂层。
32.一种由根据权利要求26所述的方法制备的涂覆的制品。
33.根据权利要求32所述的涂覆的制品，其中所述制品使用三维打印来制造。
34.一种突出制品的表面上多个有意的形貌特征的方法，其中所述表面包括多个低轮廓特征，所述方法包括将涂层系统施加到所述表面上以提供涂覆的表面，其中
所述多个低轮廓特征具有10μm至200μm的表面区域粗糙度；和其中基材进一步包括多个有意的形貌特征，其中所述多个有意的形貌特征具有的平均高度大于所述低轮廓特征的平均高度的4倍；并且
所施加的涂层系统具有在所述多个低轮廓特征的所述表面区域粗糙度的+/-50％以内的总厚度，其中表面区域粗糙度表示每个点的高度与表面的算术平均值相比的差值。
35.根据权利要求34所述的方法，其中，
所述多个有意的形貌特征具有第二平均特征高度，所述第二平均特征高度为所述多个低轮廓特征的所述表面区域粗糙度的400％至1000％。
36.根据权利要求34所述的方法，其中所述涂层系统包括一个或多个涂层。
37.根据权利要求34所述的方法，其中所述制品包括使用三维打印制造的表面。
38.根据权利要求34所述的方法，进一步包括在施加另一涂层之前研磨所施加的涂层。
39.一种由根据权利要求34所述的方法制备的涂覆的制品。
40.根据权利要求39所述的涂覆的制品，其中所述制品使用三维打印来制造。
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