CN106794704B - 用于形成三维结构表面的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于施加到表面特别是木基面板表面上的合成树脂浸渍材料来形成三维结构表面的方法。所述方法的特征在于在浸渍之前，在图案印刷阶段，将混合物施加到装饰纸上，该混合物包括印刷油墨，无论是否具有颜料，并包括微球形式的膨胀剂，其包封尺寸范围从2皮米(pm)到180皮米(pm)的气泡，在升高温度的影响下增加其体积，其中油墨和膨胀剂的混合物包含从0.3％重量至45％重量的膨胀剂，并且在离开印刷压机之后以及在浸渍之后，使用具有任何工作表面的热压板将带有所形成的最终图案并具有编码的三维结构的装饰纸压制在表面上，特别是压制在木基面板的表面上。

Description

用于形成三维结构表面的方法
技术领域
本发明涉及一种用于基于施加到表面上的合成树脂浸渍材料来形成三维结构表面的方法，特别是用于基于施加到木基面板(wood-based panel)表面上的合成树脂浸渍材料来形成三维结构表面的方法。
背景技术
用于木基面板的表面涂层的装饰纸通常由纤维素纤维和填料构成，木基面板(wood-based panel)例如用于制造家具、门、地板或墙板以及其它此类产品的刨花板、硬质纤维板(hardboard)、HDF(高密度纤维板)、MDF(中密度纤维板)或酚醛夹层板(phenolicsandwich panel)等。同时，它们具有合适的重量、平滑度、吸水性和强度。装饰纸在专用机器中进行印刷。这种机器之一是多色轮转凹版印刷压机。这种印刷压机包括开卷机，其展开用于印刷的装饰纸卷。通过将纸进给到至少一个印刷单元的进给单元将速度和张力提供给未卷绕的纸幅，印刷单元的主要元件是轮转凹版印刷板，例如轮转凹版印刷滚筒。纸张行进速度和滚筒转速同步，以最佳地将印刷油墨施加到纸张。在纸张与柔性压印辊之间的接触区域中，油墨从滚筒转移到纸张，压印辊即所谓的压机，其将纸张下压到滚筒上。所选颜色的油墨从墨槽被泵送到位于滚筒下方的墨盘中。在墨盘中，存在与滚筒恒定接触的柔性上墨辊(inking roller)，从而将印刷油墨施加到其旋转表面上。使用刮墨刀从印刷滚筒表面收集任何多余的印刷油墨。在通过刮墨刀之后，印刷油墨仅留在形成印刷滚筒主要元件的雕刻凹坑(engraved cells)内，并且具有不同尺寸的油墨微小凹坑的形式，其开口与滚筒表面和纸张之间的接触区域对齐。油墨凹坑形成具有特定图案的网屏表面(screensurface)。使用附着力，油墨从油墨凹坑转移到纸张上。结果是，在滚筒表面上预先制备的图案被转印到装饰纸上。在印刷单元的干燥机单元中(即具有吹到表面上的热空气的空间中)对在印刷单元中印有图案的纸张进行干燥。借助于适当选择的空气温度及其在干燥腔室中与纸幅行进速度匹配的量来确保适当的干燥效果。根据图案的复杂性，在颜色和结构两个方面，使用印刷压机的后续印刷单元。在具有多个印刷单元的压机中，纸幅从第一单元的干燥腔室引导到下一个单元，在该处纸幅经受类似的印刷和干燥处理，然后以类似的方式被引导到后续印刷单元。在最终印刷之后，纸幅由输出站从印刷压机中抽出，并最后在复卷机上卷绕成卷。机器的各个元件确保整个设备内的行进纸张的适当纸幅张力以及在各个印刷单元中印刷的图案的配合，形成最终印刷纸张的图案。
印刷完成后，卷绕成卷的装饰纸可准备好进行浸渍。浸渍是在浸渍线上进行的用树脂饱和装饰纸的过程。在浸渍线的开卷机站处，纸幅从卷展开并且引导到浸渍剂浴中。最常用的浸渍剂包括氨基塑料和热固性塑料合成树脂(duroplast synthetic resin)，特别是三聚氰胺和/或尿素树脂(melamine and/or urea resin)。纸幅完全浸没在液体树脂中，或者使用投料站(dosing station)将树脂施加到纸张上。将树脂施加到纸张上之后，将整个纸幅进行温度干燥，最常用的是使用热风吹风机。浸渍过程可进行一次或两次。浸渍过程完成之后，经干燥和浸渍的纸幅被切成片材或卷成卷。该过程产生经浸渍的装饰纸，被称为浸渍物。
在现有技术中，已知两种类型的结构三维表面，即同步的和异步的结构三维表面。
同步表面是下述表面，其中最终面板表面上的三维结构精确地反映印刷在装饰纸上的图案的各个元素。异步表面是下述表面，其中最终面板表面上的三维结构形成与印刷在装饰纸上的图案不同的图案。在这两种情况下，三维结构都是在用于浸渍装饰纸的合成树脂的层中产生的，并且它们是压板的工作表面的精确反映。在三维同步结构的情况下，基于从印刷滚筒的制造商获得的数据来制备压板，用于将图案施加到装饰纸。这样的数据例如包括数字格式的图案数据或具有特定图案的纸张印刷片材。压板和印刷滚筒两者的制造商都使用相同的数据。
如果我们打算在面板上制作三维同步表面，则经印刷和浸渍的装饰纸以如此的方式切割以便将印刷在其上的图案与压板的工作表面图案相匹配。切割的片材定位于压机中。定位需要使用复杂和昂贵的设备，将经浸渍的装饰纸精确地定位在压板下方的板上，同时使印刷在纸张上的图案与压板工作表面图案同步。在片材与压板图案匹配之后，以所选的合适的压力、温度和时间将经浸渍的片材压制在木基面板上，以获得具有给定参数的最终表面。所得到的三维同步面板表面精确地反映压板工作表面。
在制造异步结构的情况下，浸渍片材图案相对于压板的定位无关紧要。在木基面板上制造各种三维结构表面的已知方法主要在于包括在压制过程中使用具有三维工作表面结构的合适的板，形成压板，其中在制造同步表面结构的情况下，压板表面结构是印刷在装饰纸上的图案的元素的精确反映，而在异步表面的情况下，没有这种同步。
在实践中使用的已知方法中，为了形成具有适当结构的三维表面，每次都需要制造对应于期望结构的昂贵的压板。最终表面结构的任何改变都涉及在压机中进行必须且耗时的压板(模具)更换，从而导致压机停滞。在同步表面的情况下，施加于木基面板的装饰纸的每个图案都需要单独的压板。图案的变化需要高昂的成本和工作量。相对于压机中的压板来定位浸渍物也是昂贵且不方便的，因为在压制之前，经浸渍的装饰纸必须精确地布置在木基面板上，并且所有元素必须准确地定位并与压机中的压板匹配。否则，不可能获得同步表面。
发明内容
本发明的目的在于提供一种形成木基面板的三维结构表面的改进方法，其中压制过程之后的最终表面结构不仅仅取决于压板表面。此外，本发明的目的还在于提供一种方法，其可允许避免与施加于面板的装饰纸的各种图案相对应的耗时和长期的压板制备以及任何相关成本，并避免用于在形成三维同步表面期间相对于压板在压机中精确定位面板与浸渍物的系统的投资成本。
一种基于用作表面涂层的装饰纸来形成三维结构表面的方法，特别是基于用作木基面板表面涂层的装饰纸来形成三维结构表面的方法，其中图案通过在装备有至少一个喷涂油墨槽(painting ink tank)和至少一个印刷滚筒(printing cylinder)的机器中进行印刷而施加到装饰纸上，该印刷滚筒具有带有由雕刻凹坑形成的图案的表面，并且具有不同尺寸的油墨微小凹坑的形式，其中来自油墨凹坑的油墨在纸幅与印刷滚筒接触时被转移到行进的纸幅上，在纸张上形成与由印刷滚筒表面上的油墨凹坑形成的图案相对应的图案，然后具有最终印刷图案的装饰纸在印刷压机的干燥腔室中干燥并在干燥之后用合成树脂浸渍，特别是用三聚氰胺和/或尿素树脂浸渍，然后在浸渍线的腔室中干燥之后，将其在压机中使用压板压制在面板表面上，其特征在于，在浸渍之前，在图案印刷阶段，将混合物施加到装饰纸上，该混合物包括印刷油墨，无论是否具有颜料，并包括微球形式的膨胀剂，其包封尺寸范围从2微米(μm)到180微米(μm)的气泡，在升高温度的影响下增加其体积，其中油墨和膨胀剂的混合物包含从0.3％重量至45％重量的膨胀剂，并且在离开印刷压机之后以及在浸渍之后，使用具有任何工作表面的压板将带有所形成的最终图案并具有编码的三维结构的装饰纸压制在表面上，特别是压制在木基面板的表面上，其中在压制过程中的最高温度高于印刷压机和浸渍线中的最高温度。
在所提供的方法中，印刷压机中所形成的最终图案产生编码的三维结构。在浸渍之后，使用具有任何工作表面的压板进行压制，其中膨胀剂的膨胀过程在初始压制阶段中树脂塑化时在其最终固化之前在压机中开始，并且压制过程中的温度高于印刷压机和浸渍线两者的腔室中的干燥温度，其中包括印刷温度和浸渍温度的那些温度不会导致微球的最终膨胀；由此，作为膨胀剂膨胀的结果，形成最终产品的最终结构表面。
在根据本发明提供的方法中，能够产生三维同步最终表面，而不需要使用适当制备的结构压板，其结构元素精确地对应于印刷在装饰纸上的图案，并且不需要使用任何系统来相对于压机中的压板同步地定位浸渍物。
在压机中使用相同的压板，可以获得最终产品的最终表面的各种三维结构，其中在用膨胀剂进行印刷的阶段，在浸渍之前已经限定了该结构。
在本实施例中根据本发明的方法涉及在施加到刨花板(chipboard)表面上的装饰纸上形成三维同步结构表面。
装饰纸在四色轮转凹版印刷压机中印刷。印刷压机分别在130℃、125℃、128℃、100℃的四个连续空气腔室中的干燥温度以250m/min的速度印刷在具有70g/m2的重量和1.85m的宽度的装饰纸上。印刷发生在四个印刷单元中，每个印刷单元都配备有印刷滚筒，即旋转滚筒，该旋转滚筒在与柔性压印辊(即所谓的压具)接触的区域中将印刷油墨转移到装饰纸上。不同深浅颜色的水溶性印刷油墨用于印刷。
在装饰纸上进行印刷期间，在第四印刷单元处，使用特殊的凹版滚筒用包含15％膨胀剂的印刷油墨的混合物来印刷图案，该凹版滚筒具有与印刷的装饰纸主图案的各个元素同步的图案。凹版滚筒将3g/m2的这样的混合物施加到纸张。最后，在印刷之后，将经印刷的装饰纸卷绕成卷。经印刷的装饰纸的所制备的卷准备好用于浸渍。
浸渍过程在纸幅行进速度为45m/min的浸渍线上进行，其中纸张用浸渍剂饱和，最初用尿素树脂浸渍，并用热空气干燥至135℃的最高温度。在浸渍线的后续单元中，施加三聚氰胺树脂并在160℃的最高温度下进行干燥。结果，最初凝结的树脂足够干燥，以便允许将经浸渍的纸张以切割片材存储，其尺寸定制成适于它们所施加的刨花板。在施加到刨花板上之后，在压制时间为18秒的短循环压机中，浸渍物在200℃的温度和30kg/cm2的压力下固化。为了在压机中进行压制，使用压板，其平滑的工作表面具有35％的光泽度(入射角为60°)。在这种条件下，初始压制阶段中的合成树脂在其最终固化之前软化，并通过纸壳(paper shell)流到刨花板层，从而涂覆其表面。此时，与平滑的压板表面接触的浸渍纸的外侧精确地反映其平滑的结构。同时，在印刷装饰纸的过程中使用的膨胀剂在压机中被温度所活化。当合成树脂软化时，在超过160℃的活化温度后，膨胀剂的球形球(spherical-shaped sphere)的体积迅速增加，导致树脂均匀性发生局部变化。之后是合成树脂的最终固化。合成树脂结构的局部变化精确地对应于在印刷压机的第四单元处的印刷滚筒的图案，该印刷滚筒用于施加带有膨胀剂的混合物。结果是，在三聚氰胺刨花板表面上形成三维同步结构，而与压板的工作表面无关。

Claims (3)

1.一种基于用作表面涂层的装饰纸来形成三维结构表面的方法，所述方法包括：
将图案通过装备有至少一个喷涂油墨槽和至少一个印刷板的印刷机印刷到装饰纸上，该印刷板具有带有由雕刻凹坑形成的雕刻图案的表面，并且具有不同尺寸的油墨微小凹坑的形式，使得来自油墨凹坑的油墨在装饰纸与印刷滚筒接触时被转移到装饰纸上，从而在装饰纸上形成与雕刻图案相对应的图案；
装饰纸和印刷在装饰纸上的图案在印刷机干燥腔室中干燥；
用合成树脂浸渍所述装饰纸，使得印刷在装饰纸上的图案被合成树脂层覆盖；
具有合成树脂层的装饰纸在浸渍线的腔室中干燥；
将所述装饰纸通过使用具有任何工作表面的压板压制在面板上；
其中图案的印刷步骤包括施加混合物，该混合物包括印刷油墨，无论是否具有颜料，并包括微球形式的膨胀剂，其包封尺寸范围从2微米到180微米的气泡，配置为在升高温度的影响下增加微球的体积；
其中所述混合物包含从0.3重量％至45％重量的膨胀剂；并且
其中在压制步骤中的最高温度高于印刷步骤和浸渍步骤中的最高温度，使得在压制步骤期间，合成树脂软化，并且一旦温度超过膨胀剂的活化温度，微球的体积就会增加，从而导致合成树脂结构的局部变化和对应于图案的三维合成树脂表面的形成。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述表面涂层是木基面板表面涂层。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述合成树脂是三聚氰胺树脂和/或尿素树脂。
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