JP6650446B2 - ３次元構造表面を作成する方法 - Google Patents

Description

本発明は、表面、特に木質パネルの表面、に塗布（付与）された合成樹脂含浸材料に基づき３次元構造表面を作成する方法に関する。

家具、ドア、床または壁パネル、およびそれ以外の同様の製品の製造に用いられるたとえばチップボード、ハードボード、ＨＤＦ、ＭＤＦボード、またはフェノールサンドイッチパネルなどの木質パネルの表面コーティングに用いられる装飾紙は、一般的に、セルロース繊維および充填剤で構成される。同時に、これらは、適切な重量、滑らかさ、吸収性および強度を有する。装飾紙は特別の機械で印刷される。これらの機械の１つとして、多色ロートグラビア印刷機がある。そのような印刷機は、印刷が意図されている装飾紙のロールを展開する巻出機を含む。展開される紙ウェブには、送り込みユニットによって、速度および張力が与えられ、紙が少なくとも１つの印刷ユニットに供給され、印刷ユニットの主たる要素は、たとえばロートグラビア印刷シリンダなどのロートグラビア印刷版である。紙の移動速度とシリンダの回転速度とは、印刷インキの紙への最適塗布のために同期される。インキは、紙と、紙をシリンダにプレスする可撓的なインプレッションローラ、いわゆるプレッサとの間の接触領域においてシリンダから紙へと転写される。選択された色のインキが、タンクから、シリンダの下に配置されたインキトレイに、ポンプで送られる。インキトレイには、シリンダと常に接触する可撓的なインキローラが存在しており、それにより、印刷インキがその回転表面に塗布される。印刷インキの過剰分は、ドクタブレードを用いて、印刷シリンダの表面から収集される。ブレードの通過の後で印刷インキは、印刷シリンダの主たる要素を形成し、また可変サイズのインキマイクロセルの形態を有する彫刻（刻まれた）セルの内部にだけ残され、その開口は、シリンダ表面と紙との間の接触領域と整列している（ｉｎ ｌｉｎｅ）。インキセルは、特定のパターンを備えたスクリーン表面を形成する。接着力を用いて、インキは、インキセルから紙に転写される。結果的に、シリンダ表面の上に先に用意されていたパターンが、装飾紙に転写される。印刷ユニットにおいて印刷されたパターンを備えた紙は、印刷ユニットのドライヤユニットにおいて、すなわち、熱風が表面に吹き付けられる空間において、乾燥される。適切な乾燥効果が、紙ウェブの移動速度に整合され適切に選択された気温と乾燥チャンバにおけるその量とによって保証される。色と構造との両方に関するパターンの複雑性に応じて、印刷機のそれ以後の印刷ユニットが用いられる。いくつかの印刷ユニットを備えた印刷機では、ウェブが、第１のユニットの乾燥チャンバから、類似の印刷および乾燥プロセスを受ける次のユニットに向けられ、さらには、同様にして、それ以降の印刷ユニットに向けられる。最終的な印刷の後では、紙ウェブは、送出部によって印刷機から引き出され、最終的には、巻取り機上でロールに巻かれる。機械の個々の要素が、プラント全体の内部を移動する紙の適切なウェブ張力と、個々の印刷ユニットにおいて印刷されるパターンの適合との両方を保証することにより、最終的な印刷された紙のパターンを形成する。

印刷が終了した後では、ロールに巻かれた装飾紙は、含浸のための準備ができている。含浸とは、樹脂を用いて装飾紙を飽和させるプロセスであり、含浸ラインにおいて行われる。含浸ラインの展開部（ｕｎｗｉｎｄｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ）において、紙ウェブが、ロールから展開され、含浸剤を用いた浴槽に向けられる。最も一般的に用いられる含浸剤は、アミノプラストおよびデュロプラスト合成樹脂であり、特に、メラミンおよび／または尿素樹脂である。紙ウェブは、液体樹脂の中に完全に浸されるか、または、樹脂が、投与部（ｄｏｓｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ）を用いて紙に塗布される。樹脂が紙に塗布された後では、最も一般的には熱風送風機を用いて、ウェブ全体が温度乾燥される。含浸プロセスは、１回または２回、生じ得る。含浸プロセスが終了した後では、乾燥され含浸された紙のウェブが、シートに切断されるか、または、ロールに巻かれる。このプロセスの結果として、含浸された装飾紙が生じ、含浸物（ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅ）と称される。先行技術においては、２つのタイプの３次元構造表面、すなわち、同期タイプと非同期タイプとが、知られている。

同期表面とは、最終的なパネル表面上の３次元構造が、装飾紙上に印刷されたパターンの個々の要素を正確に反映している表面である。非同期表面とは、最終的なパネル表面上の３次元構造が、装飾紙上に印刷されたパターンとは異なるパターンを形成している表面である。どちらの場合にも、３次元構造は、装飾紙を含浸するために用いられる合成樹脂の層において作成されるのであって、プレス板の作業表面の正確な反映である。３次元同期構造の場合には、プレス板は、装飾紙へのパターン適用のために用いられる印刷シリンダの製造業者から得られたデータに基づいて、準備される。このデータは、たとえば、デジタルフォーマットのパターンデータを、または、特定のパターンを用いて印刷された１枚の紙を含む。同じデータが、プレス板と印刷シリンダとの両方の製造業者によって用いられる。

われわれがパネル上に３次元同期表面を作ろうとする場合には、印刷され含浸された装飾紙が、その上に印刷されたパターンとプレス板の作業表面のパターンとが一致するように、切断される。切断されたシートは、印刷機において位置決めされる。この位置決めには、含浸された装飾紙をプレス板の下のプレート上に正確に位置決めする複雑で高価な機器を用いることが要求され、他方で、紙の上に印刷されたパターンとプレス板の作業表面のパターンとを同期させる。シートとプレス板のパターンとを一致させた後には、含浸されたシートが、与えられたパラメータを有する最終表面が得られるように選択された適切な圧力、温度および時間で、木質パネルの上にプレスされる。結果的な３次元同期パネル表面は、プレス板の作業表面を正確に反映している。

非同期構造を作る場合には、含浸されたシートのパターンのプレス板に対する位置決めは、問題にならない。よって、木質パネル上に様々な３次元構造表面を作成する既知の方法は、主に、３次元作業表面構造を有する適切なプレートをプレスプロセスにおいて用いること、そして、プレス板を形成することから構成されるが、同期表面構造を製造する場合には、プレス板の表面構造は装飾紙上に印刷されたパターンの要素の正確な反映であり、他方で、非同期表面の場合には、そのような同期は存在しない。

適切な構造を有する３次元表面を作成するために実際に用いられる既知の方法においては、所望の構造に対応する高価なプレス板をそのたびごとに作成することが要求される。最終的な表面構造に関していずれかの変更を行うと、印刷機においてプレス板（金型）を交換することが要求され、それには時間がかかり、結果的に印刷機を休止させることになる。同期表面の場合には、木質パネルに塗布された装飾紙の各パターンは、別々のプレス板を要求することになる。パターンの変更は、高いコストと作業負荷とを必然的に伴う。また、印刷機においてプレス板との関係で含浸物を位置決めするのもコストを要し不便であるのだが、その理由は、印刷の前に、含浸された装飾紙が木質パネル上で正確に配置されていなければならず、すべての要素が印刷機において正確に位置決めされプレス板に一致していなければならないからである。そうでなければ、同期表面を得ることは不可能である。

本発明の目的は、プレス処理の後の最終的な表面構造がプレス板の表面だけに依存するのではないような木質パネルの３次元構造表面を作成する改善された方法を提供することであり、さらに、本発明は、３次元同期表面の作成の間に印刷機においてプレス板との関係で含浸物を伴うパネルを正確に位置決めするためのシステムにおける投資コストを回避することだけでなく、パネルに塗布される装飾紙の個別的パターンに対応するプレス板の時間のかかる長期の準備、およびそれに関するいかなるコストをも回避することを可能にする方法を提供することを、目的とする。

特に木質パネルの表面コーティングとして用いられる装飾紙に基づき作られる３次元構造表面を作成する方法であって、少なくとも１つの彩色用インキタンクと、可変サイズのインキマイクロセルの形態を有する彫刻セルによって形成されたパターンを備えた表面を有する少なくとも１つの印刷シリンダとを備えた機械において印刷することにより、パターンが装飾紙に塗布（付与）され、インキセルからのインキは、印刷シリンダと接触するときに、移動する紙ウェブに転写され、印刷シリンダの表面上のインキセルによって形成されたパターンと対応するパターンを紙の上に形成し、最終的に印刷されたパターンを伴う装飾紙は、印刷機の乾燥チャンバにおいて乾燥され、乾燥の後で、特にメラミンおよび／または尿素樹脂である合成樹脂を用いて含浸され、次に、含浸ラインのチャンバの中で乾燥された後で、印刷機において、プレス板を用いてパネルの表面上にプレスされる、方法において、含浸の前に、パターン印刷の段階において、顔料を伴う場合も伴わない場合もある印刷インキと、２μｍから１８０μｍという範囲のサイズであり温度上昇の影響によりその体積が増加するカプセル化されたガス気泡である微小球の形態の膨張剤とで構成される混合物を装飾紙に塗布（付与）し、インキと膨張剤との混合物は、重量で、膨張剤を０．３％から４５％含んでおり、印刷機から出た後であって含浸の後で、符号化された３次元構造を有する形成された最終パターンが、作業表面を備えたプレス板を用いて、特に木質パネルの表面の上にプレスされ、プレス処理における最大温度は、印刷機と含浸ラインとの最大温度よりも高いことを特徴とする方法である。

提供される方法では、印刷機において形成された最終パターンは、符号化された３次元構造を作成する。含浸の後で、何らかの作業表面を有するプレス板を用いて、プレス処理が行われ、この際に、印刷機において、最初のプレス処理の段階で、膨張剤の膨張プロセスが始まり、樹脂が最終的に硬化される前の樹脂可塑化の瞬間では、プレス処理における温度は、印刷機と含浸ラインとの両方のチャンバにおける乾燥温度よりも高いが、印刷および含浸の温度を含む温度は微小球の最終的膨張を結果的に生じさせない場合もあり得るため、完成した製品の最終的な構造表面は、膨張剤の膨張の結果として、形成される。

本発明により提供された方法では、その構造的要素が装飾紙の上に印刷されたパターンに正確に対応するように適切に準備された構造的なプレス板を用いることを必要とせずに、３次元同期最終表面を作成することが可能であり、印刷機におけるプレス板と同期するように含浸物を位置決めするためにいずれのシステムを用いる必要もない。

印刷機において同じプレス板を用いて、完成した製品の最終表面の様々な３次元構造を得ることができるのであるが、この構造は、膨張剤を用いる印刷の段階で、含浸よりも前に、既に定義されている。

この実施形態における本発明による方法は、チップボードの表面に塗布される装飾紙の上の３次元同期構造表面の作成に関するものである。

装飾紙は、４色のロートグラビア印刷機において、印刷される。印刷機は、装飾紙の上に、７０ｇ／ｍ²の重量と、１．８５ｍの幅と、２５０ｍ／分の速度で、４つの連続的なエアチャンバにおいて、それぞれ、摂氏１３０度、摂氏１２５度、摂氏１２８度、摂氏１００度の乾燥温度で、印刷する。印刷は、４つの印刷ユニットにおいて行われ、これらの印刷ユニットのそれぞれには印刷シリンダが備わっているのであるが、この印刷シリンダとは、すなわち、プレッサと称される可撓的なインプレッションローラを用いて、接触領域における装飾紙に印刷インキを転写するロータリシリンダである。印刷のためには、異なる色合いの水溶性印刷インキが用いられる。

装飾紙の上への印刷の間に、第４の印刷ユニットにおいて、パターンが、印刷された装飾紙の主なパターンの個々の要素と同期するパターンを備えた特別のグラビアシリンダを用いて、１５％の膨張剤を含む印刷インキの混合物で印刷される。グラビアシリンダは、３ｇ／ｍ²で、その混合物を紙に塗布する。最後に、印刷の後で、印刷された装飾紙は、ロールに巻かれる。印刷された装飾紙の準備されたロールは、含浸のための用意ができている。

含浸プロセスは、紙ウェブの移動速度が４５ｍ／分である含浸ラインにおいて生じるのであるが、このプロセスで、紙は、当初は尿素樹脂である含浸剤を用いて飽和させられ、最大温度が摂氏１３５度である熱風を用いて乾燥される。含浸ラインの以後のユニットでは、メラミン樹脂が塗布され、最大温度が摂氏１６０度で乾燥される。結果的に、当初は縮合されていた樹脂が、それらが塗布されるチップボードの寸法に個別に対応された寸法を備えた切断されたシートに、含浸された紙を保存することが可能になる程度まで乾燥することになる。チップボードに塗布された後では、含浸物が、摂氏２００度で、プレス時間が１８秒である短サイクルの印刷機において、３０ｋｇ／ｃｍ²の圧力の下で、硬化される。印刷機におけるプレス処理の間、（６０度の入射角で）３５％の光沢を有する滑らかな作業表面を備えたプレス板が、用いられる。そのような条件下では、当初のプレスフェーズにおける合成樹脂が、その最終的な硬化の前に軟化され、紙シェルを通過してチップボード層に流れて、それによって、その表面をコーティングする。この時点で、滑らかなプレス板の表面と接触している含浸された紙の外側は、その滑らかな構造を正確に反映している。同時に、装飾紙の印刷の間に用いられた膨張剤が、印刷機において温度で活性化される。合成樹脂が軟化されると、摂氏１６０度の活性化温度を超えた後で、球の形状を有する膨張剤の球の体積が急速に増大して、樹脂の均一性の局所的な変化を生じさせる。その後には、合成樹脂の最終的な硬化が続く。合成樹脂構造の局所的変化は、印刷機の第４のユニットで膨張剤を含む混合物を塗布するために用いられた印刷シリンダのパターンに正確に対応する。結果的に、３次元の同期構造が、プレス板の作業表面とは独立に、メラミンのチップボード表面の上に形成される。

Claims (1)

1. パネルの表面コーティングとして用いられる装飾紙に基づいて作られる３次元構造表面を作成する方法であって、少なくとも１つの彩色用インキタンクと、可変サイズのインキマイクロセルの形態を有する彫刻セルによって形成されたパターンを備えた表面を有する少なくとも１つの印刷版とを備えた機械において印刷することによりパターンが前記装飾紙に塗布され、前記インキマイクロセルからのインキは、印刷シリンダと接触するときに、移動する紙ウェブに転写され、前記印刷シリンダの表面上の前記インキマイクロセルによって形成されたパターンと対応するパターンを紙の上に形成し、最終的に印刷されたパターンを伴う前記装飾紙は、印刷機の乾燥チャンバにおいて乾燥され、乾燥の後で、特にメラミンおよび／または尿素樹脂である合成樹脂を用いて含浸され、次に、含浸ラインのチャンバの中で乾燥された後で、前記印刷機において、プレス板を用いて前記パネルの表面上にプレスされる、方法において、
   前記含浸の前に、パターン印刷の段階において、顔料を伴う場合も伴わない場合もある印刷インキと、２μｍから１８０μｍという範囲のサイズであり温度上昇の影響によりその体積が増加するカプセル化されたガス気泡である微小球の形態の膨張剤とで構成される混合物を前記装飾紙に塗布し、前記インキと前記膨張剤との前記混合物は、重量で、前記膨張剤を０．３％から４５％含んでおり、前記印刷機から出た後であって前記含浸の後で、符号化された３次元構造を有する形成された最終パターンが、いずれかの作業表面を備えたプレス板を用いて、前記パネルの表面の上にプレスされ、プレスプロセスにおける最大温度は、前記印刷機と前記含浸ラインとの最大温度よりも高く、前記プレスプロセスにおいて、前記合成樹脂は軟化し、温度が前記膨張剤の活性化温度を超えると前記微小球の体積が増加することにより、合成樹脂で形成された前記パターンに対応する３次元構造のコーティングが形成されるようにすることを特徴とする方法。