CN1133547C - 在挤压成型的型材上印制装饰图案的方法 - Google Patents

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Abstract

一种在挤压成型的型材和薄壁型材上印制各种装饰图案的方法，所述型材尤其是由铝合金制成，用于建筑、家用电器等领域，包括的步骤有：对制品(1)的表面进行初步的预处理；在制品的表面上涂上初步的涂料或进行其他表面处理；用带有所需图案的印模包好制品；用橡胶薄膜(5)覆盖住包好的制品；通过通孔(6)在所述橡胶薄膜(5)和制品的印模之间产生真空，元件(3)保证了空气的流通和排出，以使印模密贴在制品上，可永久变形的夹层(4)可以保证橡胶薄膜所产生的压力均匀；最后是加热，以便完成装饰图案的转换和色彩的聚合硬化。

Description

在挤压成型的型材上印制装饰图案的方法
本发明涉及在金属制品或零件上印制图形和/或各种装饰图案的方法和相应的设备，制品尤其是由铝合金制成，所述制品包括挤压成型或拉延成型的半成品，也包括大尺寸的弯曲的或呈其他形状的薄壁型材，这种型材尤其是用于建筑和家用电器制造领域，如制造电冰箱，洗衣机或类似的家用电器。
尤其是，所述方法可以得到表面图案，该图案可以准确地复制出各种材料的特征，如木材的花纹、大理石的纹理或其他图案，还可以在挤压成型或拉延成型的型材的表面上印制出某种装饰图案，即使是印制复杂的图案，所得到的图案也不会变形或带有缺陷。
本发明还涉及印制所述装饰图案的装置。
众所周知，现行技术中在金属上印制装饰图案的方法难度大、工艺复杂，这是由于现行技术或多或少地需要自动化设备，这种自动化设备要对薄壁型材的某个平面进行操作。
另外，还有在金属制品上进行单色印刷的方法和设备，例如在铝合金零件或型材上印制图案的技术，包括极复杂和昂贵的“电-色”法和彩色图案印制技术，都是在瞬时压力和温度的作用下，把图案印刷在金属、织物或其他材料的平面上，有时也用连续加热压延的方法进行。
另外，在各种制品上印制彩色及复杂装饰图案的方法及相关设备也是熟知的，这类制品的表面可以不是平面，但可以用墨水升华的方法用软印模在制品的表面上印制图案。众所周知，该技术包括用带有可升华装饰图案的材料，通常为纸，包住制品，再把用纸包好的制品放在一个盒子中，该盒子在本质上分为两部分，这两部分用铰接方式连接在一起，盒子中固定着两个弹性的可变形的膜，在盒子中可形成真空，这样软膜就会紧贴在制品的表面上。也可以在油池炉中获得压力和热量。在这种情况下，要被装饰、适合于用装饰印模纸包住的制品放入油池炉中，制品还要用包装或口袋进行保护，该口袋由可弹性变形的、绝热性能好的材料制品。
上述的方法及所需设备很多，如在FR2203321(VILLEROY)、EP544603(CLAVEAU)、EP451067(CLAVEAU)和EP606189(CLAVEAU)等专利文献中都有所说明，然而，该方法仅适合于在小尺寸的制品上进行彩色或复杂装饰图案的印制，如在罐、箱、瓷制品上进行图案印制，不适合于在大尺寸的制品上进行图案印制，如不适合在挤压成型的长度达20米的弯曲的或薄壁型材上进行图案印制。
因而，本发明的目的是提供一种在大尺寸的型材上印制各种美学图案的方法和设备，该大尺寸的型材为铝合金或其他材质的开口截面或闭口截面的型材，如挤压成型的长度达20米的刚性弯曲的薄壁型材，美学图案可为木质花纹，大理石纹理或类似图案，可以在制品的所有表面上也可以在部分表面上印制装饰图案(花杂或其他几何图案)，不论多么复杂和精致的图案都可以印制。
本发明的进一步的目的是在挤压成型的用于建筑的型材上印制各种装饰图案，及在家用电器的薄壁型材上印制各种装饰图案，使得不论图案多么复杂，都清晰可见。本质上没有缺陷、没有不均匀的现象等。
本发明的另一个目的是提供一种方法及相关的设备，该方法特别简单但非常可靠，可以得到精心装饰的制品，所述制品广泛用于许多不同的领域，尤其是用于建筑、家具、家用电器及类似的领域。
本发明的这些目的及其他目的可以通过下文的说明而变得更易理解，本发明的方法用于在大尺寸的挤压型或拉延成型的半成品、弯曲的薄壁型材上印制图案，所述型材上可以有缺口、凹部或槽，尤其是由铝合金制成，可用单色或彩色图案或图形印制技术印制各种装饰图案，这要在压力和温度的联合作用下来完成，根据本发明，所述方法包括如下步骤：
-对要进行装饰的制品坯件进行表面预处理，制品坯件包括长度达20米的型材、弯曲的薄壁型材等，所述表面预处理包括清洗、去油、化学和/电解反应，然后
-对制品坯件设置一种或多种初步的涂层，可用液态的或粉沫状的涂料进行，首先设置底色并形成底层涂料，然后可以涂以透明涂料，以防止来自印模的色彩的漫延，如果型材为铝合金制品，不论是否有颜色都要进行阳极氧化处理，然后
-在所述涂料聚合硬化之后或在完成所述阳极氧化处理之后，用所述印模纸包住制品或覆盖需要装饰的制品的表面，然后
-在已用所述印模包好的制品上盖上一层薄膜，该薄膜可弹性变形，是一种不透气的材料，如橡胶或类似材料，该薄膜可发生变形以在本质上适应制品的形状，然后
-在所述用印模包好的制品和所述薄膜之间产生真空，以使印模均匀地附着在制品上，最后
-对经过上述处理的制品加热，加热温度可高达280℃左右，加热时间可以从大约30秒到30分钟，以把印模上的颜色转换到制品上，并进行聚合硬化作用。
特别是，根据本发明，在所述制品的印模和所述薄膜之间夹有柔性的透气的材料，所述薄膜为弹性的不透气的材料，上述的柔性的透气的材料可以是大网眼的针织品、金属网等，这样，在所述制品的印模和不透气的薄膜之间可以形成薄层的空气通道，在产生真空的过程中，这种方法可以完全和均匀地吸出所有的空气，从而，薄膜不会不均匀地附着在制品上，也不会有气泡形成。
事实上，应当已经注意到的是，本发明的夹有柔性的透气材料的方法可以在制品上印制各种复杂的装饰图案，在本质上不会出现图案的变形、不会存在没有被装饰的区域或者存在装饰效果较差的区域，即使在下列情况下也是如此，该情况就是挤压成型的长度达20米的型材及弯曲的薄壁型材，如电冰箱的门等。
本发明总是在所述制品的印模和所述薄膜之间夹上一层柔性的可永久变形的材料，如绉纸或类似的材料，以使所述薄膜在真空的作用下所产生的压力均匀和均衡地作用在所述制品的表面上。事实上，应该已经注意到的是，所述可永久变形的材料夹层，如绉纸等，使得印制出的任何图案和装饰图形都没有变形、扭曲、及退色等，不论图案多么复杂和/或多么精致、对比度多么大都可做到这一点，甚至在制品表面的最难以印制的部位，如边缘处，也能得到理想的图案，另外，为了确保印模能密贴在要被装饰的制品的表面上和/或为了防止开口截面制品的变形，本发明总是要求在所述的凹部或凹槽中注满填料，如果还要在所述凹槽的内侧面上进行图案装饰，就可以在所述印模和所述薄膜之间也注入所述填料，如果不需要在所述凹槽的内侧面上进行图案装饰，例如不需在制造电冰箱的门的薄壁型材的内侧面上进行图案装饰，很明显的是，在该内侧面上进行图案装饰是没有用处的，此时填料可以直接与凹槽的内侧面相接触，在这种情况下，凹槽中应注满缘热材料和填料。在上述情况下，所述填料用于抵销掉在产生真空的过程中所产生的应力，从而，防止被装饰制品产生变形。所述填料可以是任何能经受工作温度的刚性或半刚性材料。可以优先选取的填料有硅橡胶、木材、钢等。尤其是，最后的加热过程可由数个红外灯泡来完成，也可在有热空气循环的炉子中进行，该热空气可由任何能源得到。
另外，最后的加热温度尤其是要保持一段时间，可以保温的时间在30秒至30分钟之间。
本发明的方法适用于型材，也适合于暴露在室外环境下。
在对要被装饰的表面用适当的和熟知的方法进行过预处理之后，就可以涂上一层或多层涂料，该涂料可以是液态的，也可以是粉沫状的，目的是形成一层底漆和透明的涂层，以防止由印模转换而来的颜色漫延。另外，为了实现本发明的方法可采用各种设备，以对开口截面或闭口截面的型材进行图案装饰，型材的长度可达20米，也可以对弯曲的薄壁型材进行图案装饰，该薄壁型材的尺寸适合于构成家具零件及象电冰箱门一类的家用电器的零件。
本发明的用于在型材和薄壁型材上印制装饰图案的设备包括：
-一个工作台，长度达20米，要被装饰的制品放置在该工作台上，进行适当的预处理(清洗、去油、涂上一层或几层涂料、进行阳极氧化等)，所述制品在该工作台上被包上印模、透气层和可永久变形的材料；
-一个台面，其长度与所述工作台相同，上面有数个通孔，用印模包好的制品被传送至该台面上并进行固定；
-一个覆盖元件，至少是一种弹性的可透气的薄膜，覆盖在用印模包好的置于台面上的制品之上；
-一个产生真空的装置，用于通过所述通孔在所述薄膜和带通孔的台面之间产生真空，以使所述薄膜密贴在所述用印模包好的制品上并在该制品的表面上产生一个压力；
-加热器，位于所述带通孔的台面的上方，与空气循环系统相通，固定在一个特定的支架上。
更尤其是，所述加热器最好包括红外灯泡的电池，该红外灯泡置于具有流通空气的房间内。
另外，所述带通孔的台面可以水平地横向移动和/或所述支架可上下移动，在特别复杂的工作条件下，支架可很容易地接近台面上的所关心的区域。
可弹性变形的薄膜在本质上是一种毡子，由橡胶或其他具有弹性又绝热的材料制成，该薄膜覆盖在用所述印模包好的制品上，在通过通孔而产生的真空的作用下，该薄膜密贴在所述制品上。所述薄膜可以是完全自由的状态，也可以把它的一端固定在台面上，或固定在支架的一侧。
根据本发明的另一个实施例，所述覆盖元件包括一个可水平横向移动的下部和一个可弹性变形的上部，所述下部包括第一刚性框架，它固定在弹性的或半刚性的台面上，用所述印模包好的制品也置于该台面上，所述上部固定在第二框架上，第二框架可以从所述下部上抬起，也可以在所述下部上绕枢轴打开，通过第一框架或第二框架中的通孔可以在所述下部和所述上部之间形成真空，所述通孔与用于产生真空的装置相通。
所述覆盖元件也可以是一种筒形的柔性的口袋，其长度略大于要被装饰的制品的长度，用所述印模包好的制品置于该口袋中，可以在所述口袋的一端由真空产生装置产生真空。
通过下文的结合附图对本发明的详细说明，本发明的进一步的特点和优点会变得更易理解，下文的说明仅是为了说明上的方便，并不是说本发明仅限于此，其中的附图包括：
图1和图2是用印模包好的制品的横截面示意图，该制品经过了各种预处理，由弹性膜覆盖好，准备进行加热处理；
图3是根据本发明另一个实施例的用印模包好的制品的横截面示意图，该制品放置在可模向移动的底座上，准备进行加热处理；
图4是根据本发明的在各种制品上印制装饰图案的适当设备的断面示意图，所述制品可以是挤压成型的杆件或型材，也可以是不同尺寸的薄壁型材，型材的长度可达20米；
图5是如图4所示设备的另一个实施例的断面示意图。
现在看图1，制品1是由铝合金制成的挤压成型的“C”形截面的型材，通常用于建筑领域，该制品1由印模2包住，并且由大尺寸的织构层3盖住，从而产生了空气流出和排放的通道，在特定的场合下，如要在边角处进行图案装饰，如图1中的1a、1b和1c所示，制品1还要由可永久变形的元件4包住，元件4可以是绉纸。
然后，用弹性薄膜5盖住制品1，薄膜5可完全密贴在要被装饰的制品的所有部位，这是在薄膜5和台面7之间的真空作用下实现的，所述真空是通过台面7上的通孔6而得到的，通孔6与产生真空的装置8相通。在空心的型材的凹槽内可以注人填料9，否则所产生的真空会使要被装饰的制品产生变形，所注人的填料9起着加强的作用。
图2示出了“C”形截面的型材1，如果型材1的内侧表面也要进行图案装饰的话，在型材1的凹槽内也要设置填料9；在此情况下，填料9除了起加强作用外还起着垫板的作用。
图3示出了本发明的另一个实施例：挤压成型的圆筒型材10由印模11包住，印模11由大网眼的织构材料12包住，该型材10放置在弹性的台面13上，台面13固定在第一空心框架16上；固定在空心框架15上的上部软盖14覆盖在由印模和织构布料包好的型材上面，并且密贴在所述印模上，这是由经过通孔17而产生的真空来实现的，通孔17经过框架的凹部17a、17b及通道18与真空产生装置8相通。在框架凹部17a的作用下，可获得均匀的真空环境，在制品结构复杂或较长的情况下，凹部17a还可避免所生成的装饰图案出现缺陷。在图3所示的实施例中，不需可永久变形的绉纸夹层，这是因为此时的型材的表面没有边角的缘故。
图4示出了本发明的用于在型材上印制装饰图案的设备。该装置包括工作台19，制品1在该工作台19上进行用印模和织构材料包好的操作，该图中没有示出织构材料。被包好的制品由工作台19输送至台面7上，并且用薄膜5盖好。然后，用泵或类似的装置8通过通孔6产生真空，从而，薄膜5在制品的整个长度上都密贴在被包好的制品上。装饰图案由印模转换至制品上所需的热量由加热器20提供，加热器20设置在台面的上方，安装在支架21上。另外，还设置了风扇或类似的元件22，以保证空气在支架的整个长度上流通，并且是沿着整个制品均匀地流通。为了使用方便，支架21可以升降，而有制品放置在其上的台面可以水平地横向移动。
图5所示的设备包括一个半刚性的底座13，该底座13固定在框架16上，在位置13a处可以横向移动，底座13的长度大于型材或薄壁型材的长度，上部软盖14固定在空心框架15上，可以被抬起也可以绕枢轴打开，软盖14由柔性材料(如橡胶等)制成，在特定的装置8的作用下产生了真空之后，软盖14可回缩并密贴在制品上。设备的这一部分可沿轨道滑动，可以置于热气炉21中，以使彩色图案从印模转换至制品上。图5表明了对制品进行预处理的位置，代码13a标明了印制图案的工作位置。
风扇22用于使空气循环和流通。所述柔性薄膜可以是柔性的筒形口袋，其长度略大于要被装饰的制品，用印模包好的制品置于该口袋中，装置8经过通道18在所述筒形口袋的一端产生真空。在实际应用时，已经发现上述方法可使印模上的装饰图案完美地印制在型材的所有的部位上，甚至可印制在非平面的部位上，装饰图案可以完美地印制在各种复杂截面的型材和各种尺寸的型材上。

Claims (6)

1.一种在大尺寸金属制品上印制各种装饰图案的方法，所述制品可以是挤压成型或拉延成型的半成品、弯曲的薄壁型材或类似物，所述制品上甚至可有凹口、凹部、凹槽和类似的结构、经过着色或各种装饰，该制品尤其由铝合金制成，所述方法应用单色或彩色图案、装饰或图形转换技术在压力和温度的联合作用下把图案、装饰或图形印制在印模纸上，其特征在于，该方法包括下列步骤：
对要进行装饰的制品坯件(1)进行常规的表面预处理，所述制品坯件包括长度达20米的型材或弯曲或异型板材，常规的表面预处理有清洗、去油、化学和/或电解反应、阳极氧化等；然后
对制品坯件预先涂上一层或几层涂料，涂料可以是液态的，也可以是粉沫状的，首先涂上底色，然后可以涂上透明的涂料，以防止来自印模的色彩的漫延，如果是在铝或铝合金上印制图案，不论有无颜色都要进行阳极氧化；然后
在所述涂料的聚合硬化之后或在完成所述的阳极氧化处理之后，用所述印模(2)包住或遮盖住要装饰的制品，或者说是盖住该制品的各表面；然后
用薄膜(5)盖住已由所述印模(2)包好的制品，该薄膜(5)由弹性的不透气的材料，如橡胶等制成，其形状可以在本质上适应于制品的形状；然后
在印模(2)所包封的制品和所述弹性不透气材料的薄膜(5)之间夹有一透气的柔性材料(3)，它可以是大网眼的织构层，金属网或类似的结构，适于在印模所包封的制品和不透气的薄膜之间形成薄的通道，从而使得在产生真空的过程中空气可以完全地和均匀地排出，由此避免了所述薄膜不均匀地附着在制品上的现象，也不会出现气泡等；
在印模(2)所包封的制品和所述薄膜(5)产生真空，以使印模可以均匀地密贴在制品(1)的表面上；最后
对经过处理的制品进行加热，加热温度可达280℃左右，加热时间可以从大约30秒至30分钟，以使印模上的色彩转换到制品上，并且进行聚合硬化处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述由印模(2)包封的制品(1)和所述弹性薄膜(5)之间有一层柔性的可永久变形的材料(4)，如绉纸，适于在真空作用下使所述薄膜(5)所产生的压力均匀和均衡地作用在制品的表面上。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述凹部或凹槽中注满了填料(9)，如果要在所述凹槽的内侧面上也印制装饰图案，产生真空前在所述印模(2)和所述薄膜(5)之间也要注入填料(9)，如果不需要在所述凹槽的内侧面上印制装饰图案，填料(9)就可以直接接触所述凹槽的侧面。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，最后的加热过程由通风的环境中的红外灯泡来完成，也可利用热气炉或类似利用感应能源提供热空气的完成。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，最后的加热温度要保持一段时间，保温时间在30秒至30分钟之间。
6.一种按上述权利要求中任一所述的方法在长达20米的大尺寸金属制品上印制装饰图案的装置，其特征在于，该装置包括：
一个工作台(19)，要被装饰图案的制品(1)放置在工作台(19)上，以进行适当的预处理，并且，在工作台(19)上，所述制品(1)由印模包好；
一个台面(7)，台面(7)的长度与所述工作台(19)的长度相同，由印模包好的制品在该台面(7)上被运送和定位；
由弹性不透气材料制成的覆盖元件；
一真空产生装置(8)，
一加热器(20)，该加热器设置在所述台面(7)的上方，并与空气流通和循环元件(22)相通，该元件(22)固定在支架(21)上；
其特征在于，所述台面(7)设有若干通孔(6)，而不透气的覆盖元件由一薄膜(5)构成，该薄膜准备覆盖在包封好的并自由放置在台面(7)上的制品上，通过所述通孔(6)，在所述薄膜(5)和所述台面(7)之间产生真空，这样所述薄膜可密贴在所述包好的制品上，并且把一个压力作用于所述制品的表面上；其中所述设有通孔的台面(7)可水平移位。
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