KR20210047314A

KR20210047314A - 표면 구조를 생성하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20210047314A
Application number: KR1020217007687A
Authority: KR
Inventors: 조지오 마코
Original assignee: 조지오 마코
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2021-04-29
Also published as: WO2020039361A1; US20210187823A1; EP3840893A1; CN112739463A

Abstract

본 발명은 표면 구조를 생성하기 위한 새로운 방법 및 장치에 관한 것으로,
A) 재료의 표면에 수지(A)를 적용하는 단계; B) 수지(A)가 액체이거나 부분적으로 고형화된 경우, 수지(A)의 적어도 일부에 액체(B)를 적용하는 단계, C) 수지(A)와 액체(B)를 별도로 중합하는 단계; D) 중합된 액체(B)를 제거하는 단계를 포함한다.

Description

표면 구조를 생성하기 위한 방법 및 장치

본 발명은 표면 구조를 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 디지털 인쇄에 의해 기판 상에 3차원 구조를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 제조된 제품, 기판, 예를 들어 바닥, 덮개, 가구를 제조하고 건축 및 설계 표면을 위한 패널과 같은 재료의 상이한 유형으로 제조된 지지부의 표면에 3차원성 및 엠보싱을 형성하기 위한 재료 및 방법의 기술 분야의 일부이다. 본 발명의 기술 목적은 생물학적, 광학적 및 전자적 분야에서 사용될 수 있는 미세 구조를 재현하는데 더 사용될 수 있다.

본 발명은 높은 기계적, 화학적-물리적 특성 및 저 비용을 제공하는 전형적인 기술의 특성과 전체 맞춤화 및 고정밀을 허용하는 디지털 기술의 다용도성의 조합을 활용한다.

디지털 프린팅, 특히 잉크젯 프린팅은 아날로그 프린팅에 기반한 전통적인 방법을 대체하면서 산업 분야에서 점점 중요해진다. 디지털 프린팅의 이점은 상당하며 높은 유연성, 소량의 인쇄물 제조 및 소모품 낭비 감소 가능성을 포함한다.

특히, 다양한 재료에 목재를 복제하는 것은 바닥, 가구 패널, 베이스보드, 프로파일, 및 일반적으로 설계 및 건축 분야에서 디지털 인쇄의 전형적인 적용이다.

전형적으로, 재료는 이미지가 인쇄되는 목재 및 파생물(MDF/HDF/파티클보드/합판), 플라스틱(PVC/폴리올레핀), 금속으로 구성될 수 있으며 일반적으로 마모 및 스크래치에 대한 저항성을 증가시키기 위하여 바니시로 보호된다.

특히, 바닥 및 가구 패널의 경우 인쇄 후 마감은 멜라민 수지 층(라미네이트) 또는 사용되는 일반적인 기술(롤러/스프레이/커튼/다이 코팅)으로 도포된 바니시를 사용한다. 바니시는 다양한 특성, 광 가교, 에폭시, 폴리우레탄, 핫멜트일 수 있으며 이의 점도를 조절하기 위해 물 및/또는 용매를 함유할 수 있다.

나무 또는 석재와 같은 천연 소재를 재현하는 경우에는 이미지 외에도 원래의 것에 가까운 재료와 촉감을 얻기 위해 표면 구조도 재현할 필요가 있다.

엠보싱은 일반적으로 표면 층에서 수행되며 전형적으로 인쇄될 구조가 재현되는 몰드, 롤러 또는 테이프로 압축함으로써 다양한 방법으로 얻어질 수 있다. 이 공정은 완전히 경화되지 않은 수지, 열가소성 재료, 광 가교 수지에 동시에 조사 및 광중합을 가하여 압력에 의해 수행될 수 있다.

항상 천연 재료를 충실하게 재현하기 위해 원하는 특성은 인쇄된 이미지와 일치하는 엠보싱 구조를 가지며, 즉 오목/볼록과 인쇄된 이미지 사이의 일치가 구현된다. 통상적인 공정에서는 EIR(등록 엠보싱)을 얻기가 쉽지 않고 필요한 정밀도와 해당 이미지로 인쇄될 다양한 구조에 해당하는 복수의 몰드가 필요하기 때문이다.

디지털 프린팅으로 다양한 이미지를 쉽게 제조할 수 있는 경우 더욱 간단하고 효율적인 방식으로 표면 구조를 얻는 방법이 적절할 것이다.

사실, 예를 들어 METIS DRS 2000과 같이 재료의 이미지를 획득하는 데 사용되는 최신 스캐너는 등록 시 엠보싱에 유리하게 사용할 수 있는 표면 구조를 동시에 획득할 수 있다.

엠보싱의 폭 넓은 사용을 감안할 때 단순성과 저비용의 특성을 가져야 한다.

따라서 현재, 상이한 재료의 표면에 등록하기 쉽고 저렴한 비용으로 빠르고 쉽게 적용할 수 있는 물체의 표면을 엠보싱하는 새로운 방법을 식별하는 것이 바람직하다.

과거에는 잉크젯 기술에 의해 광 가교 액체 제제에 적용된 광 가교 제제를 사용하여 표면 구조의 형성을 제공하는 다양한 기술이 제안되었다.

특허 제EP 2 555 878 B1호는 주기적 구조를 형성하는 방법을 설명한다.

특허 제US20100092688A1호는 비혼화성 액체를 국부적으로 적용하여 유기 필름에 구조를 형성하는 방법을 설명한다.

특허 제EP 3 109 056 A1호는 나무결을 모방하기 위해 3차원 구조를 생성하기 위해 중합되지 않은 UV 바니시에 잉크젯 프린팅에 의해 적용된 UV 제제의 사용을 제공한다.

위에서 설명한 기술은 디지털 기술에 의해 3차원 구조를 제공하지만 얻을 수있는 구조의 제어와 관련된 한계와 3D 효과를 최대화하기 위해 적절하게 개발된 바니시가 필요하다는 사실로 인해 어려움을 겪는다. 특히, 엠보싱될 바니시가 산화 알루미늄(커런덤)과 같은 내마모성 필러가 포함된 경우 제한된다. 또한 위에서 언급한 기술은 다른 유형의 바니시에는 거의 적용할 수 없지만 광 가교 바니시와 함께 사용할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 출원인은 디지털 인쇄 기술에 의해 기판 상에 3차원 구조를 형성하는 방법을 발견했다.

본 발명의 방법은 유리하게는 수지(A)가 아직 고형화되지 않았거나 부분적으로 고형화되었을 때 수지(A) 및/또는 잉크 및/또는 바니시 상에 액체(B)를 디지털 인쇄하는 적용을 제공한다.

수지(A)와 액체(B)는 다른 순간에도 응고/중합된다.

후속 단계에서 중합된 액체(B)는 중합된 수지(A)로부터 제거되어 3 차원 구조를 생성한다.

본 발명의 방법은 적용되는 재료의 상이한 경도를 이용하여 더 브리틀한 재료를 제거하고 더욱 굳어진 재료는 변하지 않게 하는 이점을 갖는다.

제1 양태에 따라서, 본 발명은 기판 상에 3 차원 표면을 형성하는 방법을 제공하며, 상기 방법은

A) 재료의 표면에 수지(A)를 적용하는 단계;

B) 수지(A)가 액체이거나 부분적으로 고형화될 때, 수지(A)의 하나 이상의 부분에 액체(B)를 도포하는 단계;

C) 수지(A)와 액체(B)를 별도로 중합하는 단계;

D) 중합된 액체(B)를 제거하는 단계를 포함한다.

상기 정의된 바와 같은 또는 청구항 1에서 정의된 바와 같은 본 발명의 실시예가 아래에 설명된다.

본 발명의 방법은 효율적이고 경제적인 방식으로 등록된 구조를 충실히 재현한다.

EIR에서 엠보싱이 하부에 있는 인쇄된 이미지에 대응하는 롤러 또는 몰드의 에칭을 제공하는 종래 기술과는 상이하게, 본 발명의 방법은 기판의 엠보싱을 제조하기 위해 디지털 인쇄 기술을 이용한다. 본 발명의 방법은 유연하고 단일 파일을 관리할 수 있다.

더욱이, 본 발명의 방법 목적으로 구현된 엠보싱된 구조는 바닥 패널 또는 가구 또는 가구 및 부속품의 경우와 같이 기판을 보호하기 위해 사용되는 동일한 보호 바니시가 엠보싱되기 때문에 원하는 저항 및 경도 특성을 갖는다.

본 발명의 방법으로 얻을 수 있는 다목적성 및 분해능은 미세 유체학 분야에서 전형적인 미세 구조가 사용되는 응용 분야에서 이를 사용할 수 있게 한다.

본 발명에 따른 방법의 4가지 실시예 변형을 제공하는 것이 가능하며, 이 방법은 보다 일반적인 정의 내에 있고 어떤 변형은 대안적으로 다음 단계 중 하나만을 제공한다:

-중합을 억제하는 필터 효과를 생성하는 액체(B) 조성물의 사용 단계;

-낮은 Tg를 갖는 단량체, 특히 20°C 미만의 Tg 및 액체(B)와 조합하여 수지(A)의 혼합물의 Tg가 중합된 수지(A)의 Tg보다 낮도록 Tg를 갖는 액체를 갖는 모노머를 사용하는 단계;

-액체(B)로서 예를 들어 물 및 PEG 아크릴레이트와 같은 수지와 부분적으로 혼합되거나 혼합되지 않는 액체를 사용하는 단계;

-상기 물의 적용 영역에 홀이 있는 구조를 생성하기 위해 액체(B)로서 물을 이용하는 단계, 이 영역은 액체(B)가 적용되지 않은 영역에 대해 기계적으로 약화된다.

도 1은 본 발명의 공정의 단계 A)-D)의 도면.
도 2는 본 발명의 방법을 재현하기 위한 장치의 실시예의 도면.
도 3은 아직 중합되지 않았거나 부분 중합되지 않은 수지(A)에 잉크젯 적용 기술의 도움으로 물방울을 투사하여 얻은 "천공된" 구조의 확대된 예와 투시도를 도시한다. 우측에는 홀을 구성하는 영역의 측정 테이블이 표시되고 좌측에는 구멍 영역의 크기 플롯이 도시된다.
도 4는 엠보싱 액체의 입자의 투사에 노출된 영역의 재료를 제거하는 단계가 수행된 후 도 3의 예를 도시된다.

일 양태에 따르면, 본 발명은 다음 단계를 포함하는, 기판 상에 엠보싱된 3 차원 코팅을 제조하는 방법에 관한 것이다:

A) 수지(A) 또는 기판의 표면 상에 이 수지를 함유한 바니시 또는 잉크를 적용하여(도 2-1) 코팅을 형성하는 단계(도 2-2);

B) 수지(A)의 적어도 하나의 부분에 액체(B)를 적용하는 단계(도 2-3);

C) 수지(A)와 액체(B)를 별도로 중합/고형화시키는 단계(도 2-4 및 도 2-5);

D) 중합/고형화된 액체(B)의 제거 단계(도 2-6).

다음 단락에서 중합 및/또는 고형화라는 용어는 공정이 종료될 때 고형 생성물이 얻어지는 것을 식별하기 위해 명확하게 사용된다.

전형적으로, 수지(A)는 예를 들어 폴리우레탄, 에폭시, 광-가교, 아크릴화, 아크릴 수지와 같은 다양한 화학적 속성을 가질 수 있지만 이에 제한되지는 않는다.

바람직하게는, 수지(A)는 임의의 용매 및/또는 물의 증발로 인한 액체(B)의 효과를 저해하고 엠보싱될 수 있는 층을 최대화하기 위해 100% 고형으로 구성된다. 다른 한편으로, 적용을 위해 수지(A)는 전형적으로 5% 내지 30%의 물 및/또는 용매를 함유할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 수지(A)는 예를 들어 문헌 "방사선 경화: 과학 및 기술(Radiation Curing: Science and Technology)"(파파스(Pappas))에 기재된 바와 같은 광-가교 속성을 갖는다.

광 가교 수지는 자외선 장치에 의해 조사된 에너지 및/또는 EB(Electron Beam) 조사에 의해 중합 및 경화되며 가교 메커니즘에 따라 다음의 두 유형으로 나뉜다: 1) 라디칼 수지(전형적으로 에폭시-아크릴레이트, 우레탄-아크릴레이트, 폴리에스테르-아크릴레이트, 폴리에테르-아크릴레이트, 아미노-아크릴레이트, 실리콘-아크릴레이트, 폴리이소프렌-아크릴레이트, 폴리부타디엔 아크릴레이트 및 아크릴레이트 모노머와 같은 상이한 하위카테고리로 나뉘는 비닐 모노머 및 아크릴레이트 수지. 비닐 모노머 중에는 N-비닐 카프로락탐(NVC), 아크릴로일 모르폴린(ACMO), 디에틸렌 글리콜 디비닐 에테르(DVE-2), 트리에틸렌 글리콜 디비닐 에테르(DVE-3) 및 이들의 혼합물이 언급될 수 있다.

용어 아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 수지 모두를 의미한다.

2) 에폭시 수지와 같은 양이온성 수지, 폴리올 및 옥세탄 및 비닐 에테르와 같은 모노머.

출원인은 예기치않게 액체(B)와 수지(A)의 표면 장력을 변화시킴으로써 액체(B)가 수지(A)에 일부 침투하여 중합 액체(B)를 제거한 후 수득된 3 차원 구조를 수정할 수 있음을 발견했다.

일반적으로 액체(B)와 수지(A) 사이의 표면 장력 차이가 클수록 해당 엠보싱 효과가 높아진다.

액체(B)와 수지(A)의 표면 장력은 기본 원 재료의 화학적 속성을 선택하고 특정 첨가제를 추가하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 하이드록실, 아민 및 방향족 그룹과 같은 극성 그룹을 포함하는 수지는 탄화수소 유형의 선형 구조를 포함하는 수지보다 표면 장력이 더 높다.

예를 들어, 원 재료 선택과 관련하여 보다 일반적인 광 가교 모노머의 표면 장력이 아래 표에 도시된다:

첨가제 사용과 관련된 사항:

표면 장력을 감소시키는 첨가제 : 실리콘, 폴리에테르 실리콘, 아크릴레이트 실리콘, 폴리에테르 실리콘 아크릴레이트, 플루오르화 계면활성제, 알콕실화 알코올. 이러한 화합물은 예를 들어 BYK (BYK-UV) 및 EVONIK (Tego Rad, Tego Wet, Tego Glide)에 의해 상용화되어 시장에서 쉽게 구할 수 있다.

표면 장력을 증가시키는 첨가제 : 아민, 폴리에테르 매크로머 변형 폴리아크릴레이트, 실리콘 및 폴리에테르 매크로머 변형 폴리아크릴레이트.

이러한 화합물은 예를 들어 BYK (BYK 3560, BYK 3565)에 의해 상용화되어 시장에서 쉽게 구할 수 있다.

전형적으로 첨가제는 0.01 내지 20%, 또는 더 우수하게 0.01 내지 10%, 또는 더 우수하게 0.01 내지 2%로 첨가된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 수지(A)는 헨켈-테크노멜트(Henkel -Technomelt)와 같은 핫멜트 형태일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 수지(A)는 폴리우레탄, 에폭시, PLASTISOL, 핫멜트(예를 들어: Kleiberit-Hotcoating) 수지와 같은 비-광-가교 재료로 구성될 수 있다.

비광 가교 시스템 중에서 PLASTISOL은 PVC, 가소제, 첨가제 및 가능한 용매의 혼합물이다. PLASTISOL은 일반적으로 LVT(Luxury Vinyl Tile)와 같은 PVC 바닥재의 마모 층으로 사용된다. PLASTISOL은 약 150-500g/m²의 액체로 적용된 다음 180-200 °C에서 2-4 분 동안 열 공정으로 고형화된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 수지(A)는 일반적으로 마모, 스크래치 및 연마로부터 바닥 및 가구 표면을 보호하는 데 사용되며, 하나 이상의 광 가교 수지, 광개시제를 포함하고, 내마모성을 높이기 위해 예를 들어 산화 알루미늄(커런덤), 유동성을 개선하기 위한 활석, 광택을 감소시키기 위한 실리카, 충전제 로딩으로서 탄산 칼슘, 색상을 부여하는 안료, 예를 들어 레벨링 제, 습윤제, 슬립 제, 유동성 개질제와 같은 첨가제와 같은 로딩을 함유할 수 있다. 광-가교 수지의 제형은 깊이 및 정의 측면에서 엠보싱의 형태를 더 잘 유지하는 기능을 갖는 요변성 제제와 같은 유동성 개질제를 함유할 수 있다.

바람직한 실시예에서 액체(B)는 수지(A)와 부분적으로 혼합될 수 없고, 중합되면 수지(A)로부터 기계적으로 제거된다. 따라서 액체(B)는 수지(A)의 화학적-물리적 특성을 변경하지 않고 3차원을 생성하는 유일한 기능을 갖는다. 중합된 액체(B)는 중합된 수지(A)보다 더 잘 부서지기 때문에 수지(A)로부터 손상없이 기계적으로 제거될 수 있다. 결과적으로, 수지(A)가 주로 무극성인 경우, 액체(B)는 바람직하게는 극성을 가지며 그 반대의 경우도 마찬가지이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 액체(B)는 대부분 광 가교 수지로 구성된다. 잉크 분사로 적용하려면 액체(B)는 슈팅 온도(40-50 °C)에서 10-15 cps의 점도를 가져야 한다. 결과적으로 잉크젯 인쇄에 의해 광가교될 수 있는 다른 제형(바니시 및 잉크)과 유사하게 액체(B)는 주로 (메트)아크릴레이트 및/또는 비닐 모노머에 의해 형성된다. 반면에, 유변학을 제어하고 원하는 경도에 도달하기 위해, 액체(B)는 또한 아크릴레이트 올리고머를 포함할 수 있다.

브리틀하고 쉽게 제거될 수 있는 제형을 얻기 위해 이소데실-아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시) 에틸 아크릴레이트, 옥틸-데실-아크릴레이트, 트리-데실-아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 다양한 분자량(200, 300, 400, 600 달톤)의 디아크릴레이트 폴리에틸렌 글리콜의 성분이 제공된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 액체(B)는 수지(A)에 대해 충분히 높은 표면 장력을 갖고 있어서, 형태를 유지하면서 수지(A)로 침투하여 상세한 구조를 생성한다. 반대로 액체(B)의 표면 장력이 수지(A)의 표면 장력에 비해 너무 낮으면, 결과적으로 액체(B)가 수지(A)의 표면을 습윤함에 따라 정의의 손실이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 액체(B)는 수지(A)와 신속히 침투하여 효과적으로 혼합될 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 액체(B)는 신속히 침투할 수 있고 수지(A)와 혼합되거나 부분적으로 혼합되지 않을 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 액체(B)는 수지(A)의 중합을 억제하도록 적응된 물질을 함유하며, 중합 후 액체(B)로 인쇄된 영역은 수지(A)보다 더 브리틀하다. 예를 들어, 수지(A)는 광 가교 수지로 구성되는 경우, 액체(B)는 UV 흡수제, 예를 들어 2-히드록시페닐-벤조페논(BP), 2-(2-히드록시페닐)-벤조트리아졸(BTZ) 및 2-히드록시페닐-s-트리아진(HPT)과 같은 UV 흡수제, 입체 장해 아민(HALS), 예를 들어 2, 2, 6, 6-테트라메틸 피페리딘(TMP); 항산화제(AO), 예를 들어 입체 장애 페놀, 2차 티오에테르, 포스파이트, 안정화제(인-캔 안정화제), 예를 들어 퀴논 메티드, 라디칼 스캐빈저를 함유할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 중합된 액체(B)는 수지(A)보다 낮은 Tg(유리 전이 온도로 정의되는 Tg)를 가지며, 결과적으로 액체(B)로 인쇄된 영역은 중합된 수지(A)보다 더 쉽게 제거된다.

일부 실시예에서, 액체(B)는 유동성 및/또는 인쇄성 및/또는 색상과 같은 특성을 수정하는 역할을 하는 첨가제를 함유하고, 광개시제, 레벨링 제, 오일, 광안 정제, 항산화제, 살생물제, 안료, 유동성 개질제, 보습제, 소포제 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 액체(B)는 수지(A)보다 큰 표면 장력을 갖는다.

수지(A)와 유사하게, 액체(B)의 표면 장력은 원 재료를 선택하고 첨가제를 사용하여 조절할 수 있고, 전술된 동일한 것이 수지(A)를 개질한다.

어느 정도 현저한 침투 효과를 얻기 위해 표면 장력을 개질하는 것 외에도, 표면 장력 개질제의 추가는 특히 잉크젯 프린터를 사용할 때 액체(B)의 인쇄가능성을 향상시키는 데 기여한다.

수지(A)에서 액체(B)의 깊이 제어는 다른 방식으로 조절될 수 있다:

더 많은 액체(B)를 적용하고,

액체(B)의 적용 및 수지(A)와 액체(B)의 후속 중합 사이에 다소 시간이 경과하고,

파형을 사용하여 액체(B) 액적의 속도를 변경하여 더 신속한 액적이 수지(A)에 더 깊이 가라 앉을 수 있다.

바람직하게는, 액체(B)는 수지(A)에 대해 낮은 점도 및 높은 용매력을 갖는다. 예를 들어, 다음 모노머는 용매력 정도의 함수로 나열된다: EOEOEA>THFA>HDDA>DPGDA.

본 발명의 방법에 사용 가능한 기재는 목재 및 파생 생성물, 예를 들어 MDF, HDF, 파티클 보드, 다층 목재, 종이 또는 판지와 같은 셀룰로오스 기반 재료, 금속, 플라스틱 재료(PVC, 폴리에스터, 폴리올레핀), 석재, 유리, 세라믹 및 이의 화합물과 같은 상이한 속성의 재료일 수 있다.

기재는 예를 들어 가구, 바닥, 셔터 및 프레임, 프로파일의 코팅과 같은 본 발명의 방법의 적용에 따라 선택된다.

기판은 응용 분야에 따라 다양한 두께를 가질 수 있고, 예를 들어 가구용 장식 패널의 경우 일반적으로 8 ~ 20mm인 반면 바닥의 두께는 2 ~ 6mm가 사용된다. 본 발명의 방법은 또한 일반적으로 가구 및 기타 가구 표면의 코팅 및 장식에 사용되는 필름, 일반적으로 플라스틱 또는 종이 필름 위에 구조를 생성하는 데 사용될 수 있다.

기판을 덮는 수지(A)는 다양한 두께를 갖는다. 예를 들어, 수지(A)는 수지(A)의 밀도가 1 g/ml일 때, 1 - 500g/m²에 해당하는 1 - 500m 범위의 두께를 가질 수 있다. 전형적으로 트래픽이 많은 바닥재를 보호하기 위해 80-120 g/m² 정도의 평량이 사용된다. 분명히, 더 깊은 구조를 얻는 유일한 목적으로 더 많은 양이 적용하는 것을 막을 수 없다.

본 발명의 일 실시예에서, 수지(A)는 엠보싱이 없는 부분에서 1 내지 200μ, 2 내지 100μ, 3 내지 50μ의 두께 및 엠보싱이 있는 영역에서 0.05 내지 100μ, 0.5 내지 50μ, 1 내지 25μ의 두께를 갖는다.

본 발명의 공정 및 그 실현을 위한 설비는 첨부된도 1, 2, 3에 도시된 실시예를 참조하는 다음의 설명으로부터 더 분명해질 것이다.

일부 실시예에 따르면, 수지(A) 또는 이를 함유하는 엠보싱될 바니시 또는 잉크는 디지털 기술로, 예를 들어, 지점(3)에서 도 2에 도시된 바와 같이, 잉크젯 프린팅을 사용하거나 롤러/스프레이/커튼/다이 코팅/슬롯 다이와 같은 통상적인 방법으로 기판에 적용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 수지(A)는 디지털 인쇄에 의해 적용된 사진 가교 인쇄 바니시 및/또는 사진 가교 인쇄 잉크이다.

본 발명의 일부 실시예에서, 액체(B)의 적용은 하부에 있는 인쇄된 이미지의 비-고형 응고 수지(A) 또는 이를 함유하는 바니시 또는 잉크 상에 발생한다.

전형적으로, UV 조사에 의한 광중합은 하나 이상의 Hg 램프 및/또는 LED 램프, 예를 들어 지점(4 및 5)에서 도 2에 도시된 것과 같이 수행될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 램프는 이동 시스템에 장착되어 액체(B)의 적용 시스템에 어느 정도 근접하게 하여 동일한 작용을 더 잘 제어하고 그 효과를 조절할 수 있다. 예를 들어, 강한 매트 효과를 얻으려면 지점(4)에서 도 2에 도시된 바와 같이 잉크젯 적용 직후에 사전 중합/중합이 이루어져야 한다.

본 발명의 공정 목적의 마지막에, 중합 수지(A)로 구성되는 영역과 중합 액체(B)로 구성되는 영역이 있을 것이다. 이러한 영역이 상이한 경도/인성을 갖는 경우, 더 단단하고 끈질긴 재료를 변경하지 않은 상태로 유지하면서 더 연성/브리틀한 재료를 선택적으로 기계적으로 제거할 수 있다(도 2-6).

본 발명의 다른 방식에서, 액체(B)는 마무리가 후속적으로 적용되는 마모 층(수지(A)) 상에 적용되고 결과적으로 중합된 액체(B)의 기계적 제거가 수행된다.

위에서 설명한 것은 예를 들어 나무와 같은 일부 천연 재료에서 발생하는 것과 매우 유사하고 예를 들어, 러스티케이팅(rusticating)/브러싱 작업에서 나무의 부드러운 부분이 제거되어 단단한 부분은 변경되지 않는다.

따라서 중합된 액체(B)의 기계적인 제거는 목재를 러스티케이팅/브러싱하는 데 사용되는 것과 동일한 기계로 수행될 수 있다. 이러한 기계는 제거될 재료의 경도와 원하는 마감 정도에 따라 다소 공격적인 재료(강철, 황동, 나일론 섬유, 폴리에스터 섬유)로 제조된 브러시 및/또는 패드를 사용한다. 전술된 설비는 예를 들어 CEFLA(예를 들어 RSP4) 및 QUICKWOOD(예를 들어 CDI/300 + LEV)에 의해 제조된다.

중합된 액체(B)의 제거는 또한 고압의 에어 제트 또는 고압의 워터 제트에 의해 수행될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 중합된 액체(B)는 수지(A)의 표면 상에 적용되면 접착제 롤러 또는 테이프를 사용하여 제거될 수 있으며, 이는 접착제 자체에 부착 된 상태로 유지되는 중합된 액체(B)의 제거와 동시에 제거된다. 접착제 롤러는 중합된 액체(B)로부터 세척될 수 있고 재차 재사용될 수 있다. 본 발명의 추가 실시예에서, 중합된 액체(B)는 적합한 용매를 사용하여 제거될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 중합된 액체(B)를 제거한 후, 광택, 느낌 및 미세 스크래치에 대한 저항성 측면에서 원하는 외관을 얻기 위해 마감 바니시를 수지(A)의 표면에 적용한다(도 2-7).

본 발명의 다른 실시예에서, 액체(B)의 적용은 두 개의 개별 단계로 수행되며, 이는 예를 들어 표면 장력과 같은 상이한 특성을 갖는 액체(B)를 사용함으로써 결합된 효과를 얻을 수 있게 한다.

전형적으로, 본 발명의 방법 목적은 잉크젯 헤드에 의한 액체(B)의 적용을 제공한다.

잉크젯 인쇄는 멀티패스/스캐닝 모드에서 모두 가능하며, 여기서 이미지는 헤드의 다수의 이동으로 생성되는 반면, 인쇄될 재료는 전방 또는 단일이동 모드로 이동하거나, 싱글 패스 모드에서 인쇄될 재료는 동일한 재료의 폭에 설치되는 헤드 아래에서 이동한다. 단일패스 인쇄는 긴 구동 동안에(> 1000m²/h)에 사용되는 반면, 단기 및 중간 구동(10-600m²/h)에 사용되는 다중패스 인쇄는 확실히 가장 일반적인 인쇄이다.

전형적으로 잉크젯 인쇄는 하나의 헤드를 사용하여 액체 액적을 만들고 분사 한 다음 인쇄할 이미지를 형성한다. 예를 들어, 이러한 유형의 인쇄에 대한 자세한 내용은 "Fundamentals of inkjet printing: the science of inkjet and droplets"(Hoath, Stephen)의 문헌에서 찾을 수 있다.

사용되는 잉크젯 헤드에 따라 생성된 액적은 부피가 다르고 결과적으로 직경이 상이할 수 있다.

예를 들어, 액적의 부피와 해당 직경은 다음 표에 나타난다.

표 1

헤드의 고유한 특성인 액적의 기본 크기 외에도 헤드 자체에서 더 큰 액적이 생성될 수 있다. 예를 들어, 4개의 그레이 레벨을 분사할 수 있는 헤드는 6 pl보다 작은 액적을 갖는 반면 더 큰 액적은 18 pl이다.

현재 시장에 1 비트 인쇄만을 사용하는 디지털 엠보싱 기술과는 반대로, 본 발명의 방법은 그레이 스케일 모드로 액적을 분사할 수 있게 한다. 이러한 방식으로 얻을 수 있는 효과는 상이한 깊이와 동시에 표면 미세 구조를 생성할 수 있는 가능성으로 확대된다.

전형적으로, 본 발명의 방법 목적은 가구 및/또는 바닥의 제조에 유리하게 사용된다. 준비 및 마무리 주기는 장식할 재료와 원하는 성능에 따른다.

예를 들어, 현재 바닥재 제조를 위한 재료인 SPC(Stone Plastic Composite)의 장식을 위한 전형적인 주기는 다음과 같은 작업을 제공한다:

표 2

본 발명의 공정 목적은 마모 층 및 마무리, 바람직하게는 제1 층 모두에서 수행될 수 있다(도 3).

다양한 미적 효과를 얻기 위해 마모 층과 마감재는 서로 다른 정도의 불투명도를 가질 수 있다. 실제로 마모 층의 광택 수준이 마감재보다 높으면 광택 기공이 얻어지고 결과적으로 강조된다.

반대로, 마모 층과 마감재의 광택 수준이 동일하면 공극이 덜 선명하지만 더 자연스러운 효과가 나타난다.

본 발명의 추가 적용에서, 방법은 몰드 및 전사 필름/엠보싱 종이를 제조하는데 사용될 수 있다. 멜라민을 압축하기 위한 몰드는 원하는 구조를 생성하도록 부식에 의해 및/또는 기계적으로 에칭되는 금속 플레이트에 의해 구성된다. 이 공정은 다소 힘들고 시간이 많이 소요되고 몇주 동안 지속된다. 그 뒤 몰드는 크롬 도금이 수행되고, 이는 장래에 금지되어야 하는 환경에 유해한 작업이다.

반면에 멜라민 압축은 고온(160-180 °C) 및 압력 (15-70 bar) 조건을 필요로 하며, 중합된 잉크젯 제형의 화학적-물리적 특성으로 종종 조절될 수 없다. 본 발명의 방법을 사용하여, 압축 조건에 저항할 수 있고 압축 공정 후에 달성한 후에 달성하고자 하는 구조의 네거티브(negative)를 생성할 수 있는 적합한 수지(A)가 대신 선택될 수 있다. 멜라민 압축용 몰드와 유사하게, 본 발명의 방법은 세라믹, 가죽 및 플라스틱 압축용 몰드을 제조하는데 사용될 수 있다. 플랫 몰드의 제조에 더하여, 본 발명의 방법은 몰드와 동일한 기능을 갖지만 주로 가요성 재료에 사용되는 에칭 실린더의 제조에 사용될 수 있다.

유리하게는, 작은 액적의 적용은 센서 및 기능 장치를 제조하기 위해 미세 유체의 전형적인 크기인 수 마이크론 크기의 미세 여홈 및 마이크로 웰을 제조하는 데 사용될 수 있다.

작은 액적의 추가 적용은 엠보싱된 바니시/수지/잉크 매트의 표면을 구성하는 미세 구조를 생성하는 데 있다. 이 적용에 따라 미적 효과와 함께 광택과 무광택 표면을 동시에 얻을 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 수지(A)는 높은 엠보싱 부피를 달성하기 위해 발포제를 함유할 수 있지만, 엠보싱된 층의 중량 및/또는 비용을 제한함으로써 가능하다. 전형적으로 가스로 충전된 중공 폴리머 미소구체를 사용할 수 있으며, 이에 따라 주어진 온도에서 부피를 증가시키고 예를 들어 EXPANCEL이 사용될 수 있다. 팽창 단계는 바람직하게는 액체(B)를 적용하기 전에 수행될 수 있다.

나무 및 석재와 같은 천연 재료를 재현하는 것 외에도, 본 발명의 방법 목적은 그래픽 및/또는 장식 분야의 전형적인 3차원 구조를 생성하는 데에도 사용될 수 있다.

유리하게는, 본 발명의 방법 목적은 종래의 방식(윤전 그라비어/플렉소/오프셋)으로 인쇄된 표면을 엠보싱하는 데 사용될 수 있다.

다음의 실시예는 본 발명의 예시 목적으로만 제공되며 첨부된 청구 범위에 의해 정의된 보호 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안된다.

예 1

액체(B)는 수지(A)와 잘 섞이지 않으며, 중합되면 액체(B)는 낮은 Tg를 갖는다.

멜라민 종이로 제조된 지지부에 바닥 마감용 필름 TEKNOS UVILUX 143-001(수지(A))을 펼칠 수 있는 수동 공구를 이용하여 75μ의 광-가교 바니시를 적용했다.

그 후, 정지 액체 바니시에 싱글 패스 타입의 잉크젯 프린터로 다음과 같이 구성된 액체(B)를 적용했다.

-물 : 47.5%

-디-아크릴레이트 모노머 PEG600DA: 47.5%

-광개시제, TPO-L 5%

그 뒤, 지지부는 395nm 및 8W/cm²의 PHOSEON FIRELINE 램프로 즉시 조사되고 그 후 160w/cm의 DR. Honle의 중간 압력에서의 Hg 램프를 조사되어 수지(A)와 액체(B)의 중합이 완료된다.

적용 후 표면은 균일하게 보이고 액체(B)로 인쇄된 영역은 육안으로 분명하게 보인다.

2H 연필을 사용하면 액체(B)로 인쇄된 영역을 제거할 수 있지만 중합된 수지(A)는 제거할 수 없다. 이로 인해 액체(B)로 인쇄된 영역에 3 차원성이 생성된다.

예 2

액체(B)는 수지(A)와 잘 섞이지 않으며, 중합되면 수지(A)와 액체(B)의 혼합물은 낮은 Tg를 갖는다.

모노 아크릴레이트 모노머 EOEOEA : 100%

예 3

액체(B)는 UV 중합 억제제가 포함하여 수지(A)와 혼합될 수 있다.

-디 아크릴레이트 모노머 DPGDA : 90%

-티누빈(Tinuvin) 123 : 10%

예 4

액체(B)는 수지(A)와 혼합되지 않는다.

그 뒤, 지지부는 395nm 및 8W/cm²의 PHOSEON FIRELINE 램프로 즉시 조사되고 그 후 160w/cm의 DR. Honle의 중간 압력에서의 Hg 램프를 조사되어 수지(A)의 중합이 완료된다.

예 5

SPC 패널은 표 2에 설명된 사이클을 거친다.

사용된 프린터(BARBERAN-JETMASTER)는 SEIKO 헤드가 장착된 반면, 인쇄된 이미지는 천연 더마스트 베니어(durmast veneer)의 스캐너(METIS)로 수행된 3 차원 스캔으로 얻은 것이다. 그뒤 전용 소프트웨어(RIP)에 의해 이미지가 프린터에 업로드된다.

라인 속도는 18m/분이었다.

디지털 인쇄 후 20g/m² 마모 층을 겔화한 후 롤러로 적용했다.

그 후, 여전히 액체 형태인 100g/m² 마모 층(수지(A))이 적용되었으며, 여기에 다음으로 구성되는 액체(B)인 단일 패스 유형의 잉크젯 프린터에 의해 적용되었다:

-디 아크릴레이트 모노머 DPGDA : 90%

-티누빈(Tinuvin) 123 : 10%

그뒤 패널은 직경 0.3mm의 와이어가 있는 3 그룹의 스틸 브러시가 장착된 QUICKWOOD CDI/300 브러싱 기계에서 전달된다.

그 후, Hg 램프로 중합된 10g/m²무광 마감 바니시(6 광택)가 적용되었다.

3 차원 구조는 잘 정의되고 상세하며 스캔된 천연 재료와 매우 유사하다.

구조는 레이저 프로파일로미터 분석(3D 프로파일러-미국)에 의해 분석되었고, 구조의 최대 깊이는 95μ이다.

예 6

지지부 재료(SPC)에 LVT 바닥 보호를 위한 100g/m² PLASTISOL 제재(수지(A))가 롤러로 적용된다.

그 후, 다음으로 구성된 액체(B)가 적용된 단일 패스 유형의 잉크젯 프린터 아래로 지지부를 통과했다.

-물 : 47.5%

-아크릴레이트 모노머 : PEG600DA : 47.5%

-광개시제, TPO-L 5%

그 후, 액체(B)의 중합을 위해 중간 압력에서 160 w/cm Hg 램프에 의해 생성 된 자외선 광을 패널에 조사했다.

그 뒤, 패널은 오븐에서 180 ° C에서 3 분 동안 가열하여 PLASTISOL을 중합했다.

예 7

400x400x3mm C40 스틸 플레이트는 슬롯 다이(OSSILA)를 적용하여 300μ 바니시(수지(A))를 다음과 같이 구성했다:

-CN112C60 : 90%

-OMNICURE 184 : 5%

-OMNICURE TPO : 0.2%

그 후, 플레이트는 단일 패스 잉크젯 프린터로 인쇄되었으며 액체(B)는 다음과 같이 구성되었다:

-디-아크릴레이트 모노머 DPGDA : 90%

-티누빈(Tinuvin) 123 : 10%

그 후, 플레이트는 12m/분의 속도로 Hg 램프(160w/cm) 아래를 통과했으며 바니시(수지(A))는 터치하기가 어렵다.

표면에 인쇄된 나무의 결이 나타난다.

그뒤 플레이트는 직경 0.3mm의 와이어가 있는 3 그룹의 스틸 브러시가 장착된 QUICKWOOD CDI/300 브러싱 기계에서 전달된다.

3 차원 구조는 잘 정의되고 상세화된다.

이 구조를 갖는 플레이트는 압축 프레스 내에서 사용되며, 400x400x8mm MDF 판넬이 우레아-포름알데히드 수지가 함침된 크라프트지가 놓인 압축 프레스에서 사용되며, 그 위에 멜라민-포름알데히드 수지가 함침된 장식용 종이가 배열된 후 이 위에 멜라민 오버레이가 배치된다. 이러한 모든 것이 180°C와 20bar의 압력에서 30" 동안 압축된다.

예 7의 종료 시에,

멜라민 종이로 제조된 지지부에 바닥 마감용 필름 TEKNOS UVILUX 143-001에 대한 75μ의 광-가교 바니시가 수동 필름 스프레더로 적용되었다.

그 후, 패널이 다음으로 구성된 액체(B)가 적용된 싱글 패스 타입의 잉크젯 프린터 아래를 지나갔다:

-디 아크릴레이트 모노머, EOEOEA : 95.5%

-HALS, TINUVIN 123 : 5%

지지부는 DR. Honle의 160w/cm의 중간 압력의 Hg 램프로 즉시 조사되었다.

적용 후 표면은 균일하게 보이고 액체(B)로 인쇄된 영역은 육안으로 분명하게 나타난다.

HB 연필을 사용하면 액체(B)로 인쇄된 영역을 제거할 수 있지만 중합된 수지(A)는 제거할 수 없다. 이로 인해 액체(B)로 인쇄된 영역에 3 차원성이 생성된다.

도 3은 잉크젯 프린터에 의해 물을 적용한 수지(A) 층의 일부의 사시도를 중심 영역에 도시한다. 명백한 바와 같이, G로 언급된 중심 영역은 미세 홀이 있는 구조를 갖거나, NG로 지칭되고 물의 적용에 노출되지 않는 영역보다 기계적 제거 작용에 덜 저항하는 영역(G)을 구성하는 복수의 작은 캐비티로 구성된다.

좌측 플롯에는 마이크로 캐비티 또는 홀의 크기 분포가 표시되고 우측 표에는 측정 데이터가 요약되어 있다.

엠보싱 영역(G), 즉 잉크젯 프린팅 기술에 의해 생성된 물 액적에 의해 충격을 받은 영역에서 잔류 재료의 제거는 중합 단계 후에 수행된다. 엠보싱 영역은 처리되지 않은 영역보다 제거 작용에 대한 저항력이 약하다.

도 4는 엠보싱 액체의 입자가 투사된 영역의 재료를 제거하는 단계가 수행 된 후 도 3의 예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 리세스는 상대적으로 날카롭고 정밀한, 즉 다소 지그재그 형태의 측면 경계 벽으로 형성된다.

Claims

기판 상에 3 차원 표면을 형성하는 방법으로서,
A) 수지(A)를 함유하는 재료 및/또는 잉크 및/또는 바니시의 표면에 수지(A)를 적용하는 단계;
B) 수지(A)가 액체이거나 부분적으로 고형화될 때, 수지(A)의 하나 이상의 부분에 액체(B)를 도포하는 단계;
C) 수지(A)와 액체(B)를 별도로 중합하는 단계;
D) 선택적으로 중합된 액체(B)를 기계적으로 제거하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 수지(A)는 양이온성 광-가교 수지, 라디칼 광-가교 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지 및 이들의 혼합물로 구성되는 방법.
제1항에 있어서, 수지(A)는 주위 온도에서 고체이며 이 고체를 액체로 형성하기 위해 고온 용융되는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 액체(B)는 광 가교 모노머 또는 광 가교 올리고머 및 이들의 혼합물로 구성되는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 액체는 물로 구성되는 방법.
제1항에 있어서, 액체(B)는 수중에서 분산성/유화성/가용성인 방법.
제1항에 있어서, 액체(B)는 물, 용매, 표면 장력 개질제, 아크릴 수지, 광 가교 수지, 광개시제, 슬립제, 습윤제, 오일, 광 안정화제, 산화 방지제, 소포제, 습윤제, 살생물제, 착색제, 로딩, 안료 및 이들의 혼합물로부터 선택된 하나 이상의 물질을 함유하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 액체(B)는 하나 이상의 중합 억제제를 함유하는 방법.
제8항에 있어서, 중합 억제제는 UV 흡수제, 예를 들어 2-히드록시페닐-벤조페논(BP), 2-(2-히드록시페닐)-벤조트리아졸(BTZ) 및 2-히드록시페닐-s-트리아진(HPT); 입체-장애-아민(HALS), 예를 들어 2,2,6,6- 테트라메틸피페리딘(TMP); 항산화제(AO), 예를 들어 입체 장애 페놀, 2차 티오에테르, 포스파이트, 안정화제(인-캔 안정화제), 예를 들어 퀴논 메티드, 라디칼 스캐빈저로부터 선택되는 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 액체(B)는 수지(A)보다 더 큰 표면 장력을 갖는 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 수지(A)와 액체(B)의 중합된 혼합물은 중합된 수지(A)보다 더 부드럽고/부서지기 쉬운 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 수지(A)와 액체(B)의 중합된 혼합물은 수지(A)보다 낮은 Tg, Tg<20 °C) 중 하나 또는 둘 모두를 갖는 방법.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 중합된 액체(B)는 브러싱 기계/러스티케이팅 기계에 의해 기계적으로 제거되는 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 중합된 액체(B)는 압축 공기 분사 및/또는 고압 물 분사에 의해 제거되는 방법.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 액체(B)는 잉크젯 헤드에 의해 적용되는 방법.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 액체(B)는 다른 잉크젯 인쇄 시스템을 사용하여 두 개 이상의 개별 단계에서 적용되는 방법.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 수지(A)와 액체(B)의 중합은 개별적으로 수행되는 방법.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 엠보싱 액체를 제거한 후, 바니시가 추가 보호를 제공하고 및/또는 표면 자체의 광택을 최적화하기 위해 엠보싱 된 표면에 적용되는 방법.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 수득된 기판 또는 제조된 생성물로서,
바닥, 가구 등 일반 가구 및 건축 표면을 제조하거나 또는 코팅하기 위해 사용되는 기판 또는 제조된 생성물.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조된 기판 또는 제조된 생성물로서,
3 차원 표면을 생성하기 위한 몰드 또는 엠보싱 종이로 사용되는 기판 또는 제조된 생성물.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조된 기판 또는 제조된 생성물로서,
센서 및 기능 장치 제조를 위한 미세 유체 분야에서 사용되는 기판 또는 제조된 생성물.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 기판 상에 3차원 표면을 제조하기 위한 장치로서,
하나 이상의 잉크젯 프린팅 시스템, 엠보싱 액체의 적용 근처에 배치될 수 있는 모바일 광중합 시스템, 광중합 시스템, 중합된 액체(B)를 기계적으로 제거하기 위한 시스템을 포함하는 장치.