本發明屬于裝飾板材，尤其涉及一種具有3d紋理結構的板材、制備方法及應用。

背景技術：

1、在裝飾板材行業，在基材表面形成具有3d紋理效果的圖案結構，目前主要是通過如下兩種方式來實現。

2、第一，在平整的涂層上用打印堆積的方式來做成凸起的立體效果。

3、相關的現有技術，例如cn109653465a公開了一種3d效果pvc裝飾板及其3d打印的生產方法，pvc裝飾板包括pvc板基材，在pvc板基材上自下而上依次還有uv底漆層、uv白漆層、圖案層、uv耐磨漆層、凹凸效果層、uv面漆層。所述uv白漆層有2層，所述uv耐磨漆層有3層，所述uv面漆層有2層。其中，凹凸效果層是在固化后的uv耐磨漆層上，通過平板噴墨打印機打印凹凸效果層，此時的凹凸效果層為uv透明漆，再根據圖案層的圖案，在特定圖形位置堆疊噴漆；從而形成具有特定圖案的凹凸效果層。

4、這種堆積出來的效果比較生硬，而且由于形成的木紋邊緣呈鈍角，從視覺和觸覺兩方面，都難以模仿到真實的木紋的效果。通過堆疊出來的凹凸效果層，用于地板上，腳感舒適度差。

5、第二，通過在平整的涂層上拉絲去除紋理對應部分，做出下凹的紋理效果。

6、相關的現有技術介紹如下。

7、cn112739463a公開產生表面結構的方法和設備，包括如下步驟：a)將樹脂a施加到材料的表面上；b)當所述樹脂a為液態或其部分固化時，將液體b施加到所述樹脂a的至少一部分上；c)還分別使所述樹脂a和所述液體b聚合；d)除去所述聚合的液體b，從而產生三維結構。

8、該專利申請中，公開使用下凹方式形成紋理的原理，并對作為壓花液的液體b與樹脂a的相關物理化學性質進行分析，以篩選出合適的液體b。但是對最終形成具有三維結構的產品性能上的要求，并沒有做特別說明。

9、cn110773403a公開的一種表面拉絲效果的3d打印板材，該板材的結構自下而上依次是基層、uv底漆層、uv白漆層、uv過渡漆層、色彩圖案層、uv耐磨漆、3d紋理層、uv面漆層。通過采用平板噴墨打印機在未固化的uv耐磨漆表面噴光油，光油的位置與色彩圖案層的圖案紋理位置對應；打印完成后，由打印機自帶led烘干固化；此時，固化部分僅限于未被光油覆蓋部分，而被光油覆蓋部分的耐磨漆不固化；再采用木紋拉絲機針對3d紋理中沒有固化的打印部位進行拉絲操作，即得到3d紋理層。

10、該專利申請中，在未固化的耐磨漆上打印光油，利用光油覆蓋部分耐磨漆，使其在后續固化工藝中不被固化，從而可以被去除形成凹槽。由于光油遮擋區域的耐磨漆未固化部分的區域是規整的，以這種方式形成的凹槽，無論是從視覺效果上，還是觸摸手感上，都與真實木紋的相差較大。而且，從該專利申請的圖1來看，在形成的板材表面是呈平整的，并沒有關注觸摸的立體手感。

11、綜上，雖然第二種方式相比第一種方式，所獲得的三維紋理更接近真實木紋，優勢更大。但是第二種方式目前仍然還處在初步階段，仍然存在很多問題亟待解決，例如，耐磨層采用半固化或不固化的形式，在這些耐磨層上拉絲形成紋理層，破壞耐磨層結構，會消減板材的耐磨性能，甚至破壞圖案層的圖案；又例如所形成的3d結構立體效果差，紋理不夠自然，尤其是清晰度較差。

技術實現思路

1、為了解決現有基材上形成3d紋理所存在的上述缺陷，本發明提供一種具有3d紋理結構的板材。

2、本發明提供的具有3d紋理結構的板材，通過對形成3d紋理的基底進行改進，在保證板材耐磨性能的前提下，具有更優的3d紋理的形成效果和視覺效果。

3、本發明采用的方案如下：

4、一種具有3d紋理結構的板材，自下而上至少包括基材、圖案層、耐磨層以及面漆層；所述耐磨層包括厚度調節層和位于厚度調節層之上的紋理層，所述紋理層包括基底部分和立體部分，立體部分位于基底部分的上方，圖案層包含若干連接或不連接的木紋形狀的線條，立體部分包括若干連接或不連接的木紋形狀的凹槽，至少部分的所述凹槽與所述線條在布置位置、長度或寬度中的一項或多項上相對應，至少部分面漆層的頂部低于立體部分上表面。

5、目前，對于3d數碼打印板材多處在理論研發階段，市場上流通的3d數碼打印板材還比較少，對已有的板材在視覺、觸覺上與2d打印板材對比發現，3d數碼打印板材的清晰度明顯不足，圖案模糊，而且觸摸的立體感也比較弱。本發明的發明人對這些缺陷進行分析，以期能夠解決。

6、現有技術中的3d數碼打印板材，是在圖案層之上未固化的耐磨層上形成立體結構，由于圖案層并沒有被保護，在拉絲過程中或者后期使用過程中，圖案層極易被破壞，也即耐磨性能差，例如背景技術中提到的cn110773403a公開的3d打印板材，在被光油覆蓋的未固化的耐磨層上形成拉絲凹槽，拉絲過程是否會破壞到圖案層上的圖案，取決于3d紋理的深度。如果需要更深的3d紋理，深度貫穿耐磨層的厚度，也仍然存在上述提到的圖案層被破壞的問題。

7、另外，相比2d打印板材，3d打印板材由于需要形成3d紋理，在圖案層之上通過耐磨層來形成3d紋理，再在其上涂覆面漆層等多層，導致所形成的板材的圖案清晰度下降。

8、因此，如何平衡耐磨性能和圖案清晰度，是目前3d數碼打印板材所遇到的難題。

9、而面對上述難題，多數方案是對耐磨漆或者面漆的組成進行改進，使得形成的耐磨層以及面漆層，具有良好的耐磨性能及透明度。還有一部分解決方案是對形成圖案層的2d油墨進行改進，使得圖案層與基材層或底漆層之間的連接力增強。

10、本發明突破本領域的常規方法，克服增加涂層會降低圖案清晰度的偏見，創造性地將耐磨層設置為厚度調節層和紋理層，厚度調節層是在紋理層涂布之前預先固化而形成，在厚度調節層中，并不形成凹槽結構，該厚度調節層，保護在形成凹槽的過程中圖案層不被破壞，厚度調節層還提供優異的耐磨性能，保證板材的耐磨效果，以抵抗使用過程中的外力對板材的摩擦。

11、本發明中的紋理層作為3d紋理結構形成部分，在上面形成凹槽結構，形成紋理層的立體部分，但是在該紋理層上，凹槽并不貫穿，在立體部分的下方預留基底部分，基底部分上不形成凹槽。在將耐磨層設置為厚度調節層和紋理層后，必然存在連接強度的問題，而且實際使用也發現所形成的板材，在使用一段時間后，表面容易起膜、脫落。紋理層設置基底部分，凹槽底部與厚度調節層之間存在一定距離（基底部分的厚度），凹槽不會貫穿紋理層的厚度方向，保證厚度調節層與紋理層之間接觸面的完整性，有利于保證厚度調節層與紋理層之間的連接強度。而且，如果沒有基底部分的存在，在形成凹槽的過程中，厚度調節層極易被刮花，刮花部分會對圖案的視覺效果以及清晰度產生影響，因此，相比沒有基底部分的耐磨層，本發明所形成的3d紋理清晰度更好，視覺效果更佳。

12、而且，發明人發現，在涂布形成3d紋理的耐磨層之前，先在圖案層上形成一層經過固化的厚度調節層，可以適當增加紋理層立體部分的厚度，而不影響圖案清晰度，仍然能具有理想的清晰度。使用厚度更大的立體部分，可以實現更深紋路的3d紋理，即使在覆蓋面漆層之后，也具有明顯的凹凸感，觸感更接近自然效果。例如，通常紋理層達到100g/m2左右，此時圖案就顯示比較模糊，清晰度不佳。在圖案層上形成一層經過固化的厚度調節層后，紋理層部分可以達到150g/m2及以上，仍然具有較理想的清晰度。

13、本發明的紋理層，在不同厚度下，圖案的清晰度會受影響，此時，可以通過調節厚度調節層的涂布厚度，從而調整清晰度。

14、在某些具體的實施方式中，所述凹槽的底部和/或內壁具有若干凸起。凸起可以是規則的，也可以是不規則的，凸起一方面有利于提高面漆的附著力，以提高板材的表面性能，另一方面，因為凸起的存在，使得板材的觸摸手感更真實。

15、在某些具體的實施方式中，至少部分所述凹槽的底部上凸起的數量超過側壁上凸起的數量，和/或底部上凸起的面積大于側壁上凸起的面積。

16、在某些具體的實施方式中，所述凸起占凹槽的內表面總面積的至少1%，或者至少5%，或者至少10%，或者至少15%，或者至少20%，或者至少25%，或者至少30%，或者至少35%，或者至少40%，或者至少45%，但一般不超過50%。

17、在某些具體的實施方式中，至少部分凹槽的側壁與底部之間呈鈍角連接。鈍角連接的凹槽，觸摸上去，更接近真實木紋的觸感，舒適性也更好。

18、在某些具體的實施方式中，所述側壁具有隆起和/或凹陷區域，豐富觸摸手感。

19、在某些具體的實施方式中，所述凹槽的深度為0.03mm至0.20mm，更加優選為0.08mm至0.20mm。

20、在某些具體的實施方式中，至少部分所述凹槽包括中部的手感加深部、位于兩端的視覺仿真部以及位于所述手感加深部和視覺仿真部之間的過渡部，至少部分所述視覺仿真部的寬度小于手感加深部的寬度。

21、在某些更加優選的實施方式中，至少部分所述凹槽的視覺仿真部的深度小于手感加深部的深度。

22、上述技術方案中，將凹槽劃分為三部分，不同部位行使的主要功能不同，手感加深部提供更為明顯的立體觸感；視覺仿真部，配合手感加深部，提供更接近真實木紋的觸感，視覺仿真部還能提升視覺效果，使得板材看上去更接近真實木紋；過渡部主要是起到前兩部分的連接作用。各部分控制深度、寬度的不同，整體上實現板材的3d紋理效果，從視覺和觸感上更接近真實木材紋理。

23、在某些具體的實施方式中，所述厚度調節層的厚度與所述紋理層的厚度可以相同，也可以不同。

24、在另一些優選的實施方式中，所述紋理層的厚度大于所述厚度調節層的厚度。根據兩個部分的功能而決定兩者的厚度，紋理層用于形成凹槽結構，需要更大的厚度來形成更深的凹槽，以實現更立體的3d效果。

25、耐磨層采用耐磨漆涂布而形成，耐磨漆的組成通常包括光敏樹脂、光引發劑及其它助劑，其它助劑可以是固化劑、催化劑、交聯劑、流平劑、抗氧化劑、消泡劑、無機填料、顏料、增塑劑等中的一種或多種的組合。

26、在某些具體的實施方式中，光敏樹脂為環氧樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯酸改性聚氨酯樹脂、丙烯酸改性有機硅樹脂、丙烯酸改性環氧樹脂等樹脂中的一種或多種的組合。

27、在某些具體的實施方式中，所述厚度調節層的材料與所述紋理層的材料可以相同，也可以不同。

28、在另一些實施方式中，所述厚度調節層的材料不同于所述紋理層的材料。所述厚度調節層和紋理層各自行使的主要功能不同，根據彼此的功能需求對材料進行選擇，更有利于不同形式不同耐磨層的功能。

29、在某些具體的實施方式中，所述厚度調節層所使用的耐磨漆的涂布量為35?g/m2至55g/m2。

30、在某些具體的實施方式中，所述紋理層所使用的耐磨漆的涂布量大于或等于150g/m2。

31、在某些具體的實施方式中，所述紋理層通過兩次涂布形成，且涂布方向相反，第一次涂布所使用的耐磨漆的涂布量大于或等于75g/m2，第二次涂布所使用的耐磨漆的涂布量大于或等于75g/m2。

32、紋理層，往往需要更厚，來形成更深的凹槽，以凸顯觸摸的凹凸感，本發明的發明人經過測試后發現只有在紋理層所用的涂覆總量大于150g/m2及以上時其所形成的紋理才能夠達到近似天然木質的手感。當一次性涂覆150g/m2以上，不僅加工難度會增大，而且輥涂不均勻，導致紋理層內部結構與厚度不均勻，從而影響整體的清晰度。該方案中，紋理層通過兩次涂布而形成，而且輥涂方向相反，使得在實施第二次涂布時能夠對未固化的第二層提供與其內部內應力相反的作用力，從而將紋理層原本存在內應力得以減弱或抵消，從而能夠避免固化后的紋理層中部出現開裂，克服了內部開裂帶來的清晰度差的缺陷。

33、所述基材可以是不同性質的板材材料，包括木材及木材的衍生產品，例如spc石塑板等。根據具體的應用選擇基材的材料。

34、所述基材層的厚度可以根據具體應用而確定，例如在用于家具的裝飾面板的情況下，其通常在5mm至25mm之間，而用于生產地板的厚度在2mm至6mm之間。

35、在某些具體的實施方式中，上述的板材還包括白膜，以任何方式形成與基材之上，例如采用pvc白膜，貼附于基材之上，用于調整基材的底色，以凸顯后續圖案層打印圖案的清晰度。

36、在某些具體的實施方式中，上述的板材還包括底漆層，涂覆于白膜之上，為后續涂層提供良好的附著力。

37、在某些具體的實施方式中，上述的板材還包括色漆層，位于所述底漆層與所述圖案層之間。

38、在某些具體的實施方式中，色漆層是在固化的底漆上面輥或噴涂色漆后經過固化而形成，色漆的顏色根據打印花紋的需求而定，一般為白色，也可以根據打印圖案的需求選擇其它顏色。此層一方面糾正基材的底色，另一方面還可以調節基材待打印面的極性，提高圖案層的附著力。

39、所述底漆層、圖案層、色漆層、耐磨層的固化可以是光固化、熱固化或者電子束固化，光固化例如uv燈、汞燈、led燈、鉀燈等。尤其是使用led燈進行固化，光污染小。

40、在某些具體的實施方式中，所述圖案層是在底漆層上使用多色油墨數碼打印機打印花紋后光固化而成，可以打印各種花紋例如木紋、石紋或個性化定制花紋。

41、所述圖案層的固化可以是光固化、熱固化或者電子束固化，光固化例如uv燈、汞燈、led燈、鉀燈等。尤其是使用led燈進行固化，光污染小。

42、在某些具體的實施方式中，所述圖案層和紋理層采用數碼打印形成，數碼打印墨水可以是uv墨水、弱溶劑墨水、水性墨水或油性墨水等。

43、所述面漆層是在耐磨層之上涂布面漆經過固化而形成。

44、所述面漆層可以是一層或多層，主要賦予板材亮光和啞光效果，改善板材表面的光澤度。面漆層還還可以賦予板材一些其它功能，例如抗污、防霉、防菌、防水、防火、防裂、防滑、負離子、除醛、耐磨功能。

45、本發明還提供了上述具有3d紋理結構的板材的制備方法，包括如下步驟：

46、s1.在基材上涂布色漆，固化，形成色漆層；

47、s2.在色漆層上打印木紋圖案，形成圖案層；

48、s3.在圖案層上涂布耐磨漆，固化，形成耐磨層的厚度調節層；

49、s4.在耐磨層的厚度調節層上涂布耐磨漆，不進行固化，形成紋理層；

50、s6.在紋理層的至少一部分的表面施加壓花液；

51、s7.對紋理層進行固化，除去未固化或未完全固化部分，從而在紋理層上形成凹槽；

52、s8.在s7所得表面上涂布面漆，固化，形成面漆層，即得具有3d紋理結構的板材。

53、上述制備方法中，創造性的步驟在于步驟s3和s7。

54、本發明的s3在形成耐磨層時，先涂布、固化形成厚度調節層，也即，在涂布紋理層之前，厚度調節層經過固化工序進行固化。

55、通過這種方法所形成的板材，至少具有如下的優勢：

56、保護圖案層：厚度調節層在形成凹槽之前已經固化，厚度調節層并不形成凹槽結構，該厚度調節層，保護在形成凹槽的過程中圖案層不被破壞。

57、具有更優異的耐磨性能：厚度調節層是完整的一層，可以提供優異的耐磨性能，保證板材的耐磨效果，以抵抗使用過程中外力對板材的摩擦。

58、提供更高的清晰度：這也是該方法制得板材的一個預料之外的效果，在額外增加了一層（厚度調節層）之后，相比沒有厚度調節層的耐磨層，本發明所形成的3d紋理清晰度更好，視覺效果更佳。分析原因，可能是：現有技術中，直接在圖案層上涂布形成紋理層，紋理層在固化的過程中，用于耐磨漆固化的能量通常從紋理層的上方輸入，上方的耐磨漆會先固化，而位于下方的耐磨漆則會后固化。由于耐磨漆在固化的過程中往往會伴隨一定的體積收縮，從而產生一定的內應力，這些內應力會向下疊加，從而在樹脂液的最底部達到一個最大值，若此時耐磨漆直接與圖案層相接觸，一旦最大內應力大于圖案層與其下一層之間的粘結力，則會導致圖案層與板材表面之間發生滑移，進而導致位于底部的圖案層與凹槽難以相對應，出現視覺上的模糊，清晰度大幅度降低。而本發明中，先在圖案層之上形成厚度較小的厚度調節層，其固化后產生的內應力較弱，不會對圖案層產生過大的作用力，從而保證圖案層木紋位置的準確性。另一方面，現有技術中，直接在圖案層上涂布形成紋理層，由于圖案層上的木紋圖案是不連續的，耐磨漆涂布于不連續的木紋圖案上，由于木紋圖案的影響，耐磨漆在固化時收縮的一致性受影響，導致紋理層固化后，內部收縮不均一，出現細紋痕跡，從而導致清晰度下降。而本發明的厚度紋理層表面光滑，紋理層的耐磨漆在該表面上固化時，收縮性一致，紋理層內部不會出現細紋痕跡，清晰度佳。

59、該厚度調節層的另一個作用在于，可以通過調節它的厚度，來改善板材的清晰度。紋理層作為3d紋理結構形成部分，在上面形成凹槽結構，不會影響板材的耐磨性能，而且，相比沒有厚度調節層的耐磨層，本發明所形成的3d紋理清晰度更好，視覺效果更佳。

60、實現更深紋路的3d紋理：這種方式，還可以適當增加紋理層的厚度，而不影響圖案清晰度，仍然能具有理想的清晰度。使用厚度更大的紋理層，可以實現更深紋路的3d紋理，即使在覆蓋面漆層之后，也具有明顯的凹凸感，觸感更接近自然效果。

61、本發明的s7在形成紋理層的凹槽時，預留基底部分，基底部分的形成是基于紋理層的厚度與凹槽的深度差，預留基底部分，至少具有如下的優勢：

62、增強紋理層與厚度調節層之間的連接力：紋理層設置基底部分，凹槽底部與厚度調節層之間存在一定距離（基底部分的厚度），凹槽不會貫穿紋理層的厚度方向，保證厚度調節層與紋理層之間接觸面的完整性，有利于保證厚度調節層與紋理層之間的連接強度。

63、提高清晰度：如果沒有基底部分的存在，在形成凹槽的過程中，厚度調節層極易被刮花，刮花部分會對圖案的視覺效果以及清晰度產生影響，因此，相比沒有基底部分的耐磨層，本發明所形成的3d紋理清晰度更好，視覺效果更佳。

64、上述方法形成的紋理層，上部分具有凹槽，為立體部分，在立體部分的下方預留基底部分，基底部分上沒有形成凹槽。立體部分與基體部分呈一體連接，隸屬于紋理層的不同部分。

65、在某些具體的實施方式中，所述厚度調節層所使用的耐磨漆的涂布量為35?g/m2至55g/m2。

66、在某些具體的實施方式中，所述紋理層所使用的耐磨漆的涂布量大于或等于150g/m2。

67、在某些具體的實施方式中，所述紋理層的基底部分和立體部分通過兩次涂布形成，所述基底部分所使用的耐磨漆的涂布量大于或等于75g/m2，所述立體部分所使用的耐磨漆的涂布量大于或等于75g/m2。

68、在某些具體的實施方式中，形成基底部分的涂布方向與形成立體部分的涂布方向相反。

69、在某些具體的實施方式中，步驟s5中，使用鋼刷去除未固化或者未完全固化部分。使用鋼刷去除，容易形成更細膩的拉絲紋理，所形成的凹槽具有更接近自然木材紋理的形態。

70、本發明，采用特定的制備方法，形成特定的具有3d紋理結構的板材，該板材所呈現的圖案，具有優異的清晰度，所呈現的3d紋理，具有更優異的立體感和觸摸手感。

71、本發明還提供上述板材或者上述制備方法所獲得板材的應用，具體在地板、墻板或者吊頂板上的應用。

72、綜上，本發明具有如下的優點：

73、1.?本發明將耐磨層設置為厚度調節層和紋理層，在厚度調節層中并不形成凹槽結構，該厚度調節層，保護在形成凹槽的過程中圖案層不被破壞，厚度調節層還提供優異的耐磨性能，保證板材的耐磨效果，以抵抗使用過程中的外力對板材的摩擦。紋理層作為3d紋理結構形成部分，在上面形成凹槽結構，不會影響板材的耐磨性能，而且，相比沒有厚度調節層的耐磨層，本發明所形成的3d紋理清晰度更好，視覺效果更佳。

74、2.本發明中的厚度調節層，還可以用于調節板材清晰度，根據紋理層的厚度、凹槽深度的不同，改變厚度調節層的厚度，可以調節板材清晰度。

75、3.本發明使用具有厚度調節層的耐磨層，可以適當增加紋理層的厚度，而不影響圖案清晰度，仍然能具有理想的清晰度。使用厚度更大的紋理層，可以實現更深紋路的3d紋理，即使在覆蓋面漆層之后，也具有明顯的凹凸感，觸感更接近自然效果。

76、4.本發明還可以借助凹槽，來增加層之間連接力，保證板材整體性能。