本發(fā)明涉及一種用于基于施加到表面上的合成樹脂浸漬材料來形成三維結(jié)構(gòu)表面的方法，特別是用于基于施加到木基面板(wood-based panel)表面上的合成樹脂浸漬材料來形成三維結(jié)構(gòu)表面的方法。
背景技術(shù)：
用于木基面板的表面涂層的裝飾紙通常由纖維素纖維和填料構(gòu)成，木基面板(wood-based panel)例如用于制造家具、門、地板或墻板以及其它此類產(chǎn)品的刨花板、硬質(zhì)纖維板(hardboard)、HDF(高密度纖維板)、MDF(中密度纖維板)或酚醛夾層板(phenolic sandwich panel)等。同時，它們具有合適的重量、平滑度、吸水性和強(qiáng)度。裝飾紙在專用機(jī)器中進(jìn)行印刷。這種機(jī)器之一是多色輪轉(zhuǎn)凹版印刷壓機(jī)。這種印刷壓機(jī)包括開卷機(jī)，其展開用于印刷的裝飾紙卷。通過將紙進(jìn)給到至少一個印刷單元的進(jìn)給單元將速度和張力提供給未卷繞的紙幅，印刷單元的主要元件是輪轉(zhuǎn)凹版印刷板，例如輪轉(zhuǎn)凹版印刷滾筒。紙張行進(jìn)速度和滾筒轉(zhuǎn)速同步，以最佳地將印刷油墨施加到紙張。在紙張與柔性壓印輥之間的接觸區(qū)域中，油墨從滾筒轉(zhuǎn)移到紙張，壓印輥即所謂的壓機(jī)，其將紙張下壓到滾筒上。所選顏色的油墨從墨槽被泵送到位于滾筒下方的墨盤中。在墨盤中，存在與滾筒恒定接觸的柔性上墨輥(inking roller)，從而將印刷油墨施加到其旋轉(zhuǎn)表面上。使用刮墨刀從印刷滾筒表面收集任何多余的印刷油墨。在通過刮墨刀之后，印刷油墨僅留在形成印刷滾筒主要元件的雕刻凹坑(engraved cells)內(nèi)，并且具有不同尺寸的油墨微小凹坑的形式，其開口與滾筒表面和紙張之間的接觸區(qū)域?qū)R。油墨凹坑形成具有特定圖案的網(wǎng)屏表面(screen surface)。使用附著力，油墨從油墨凹坑轉(zhuǎn)移到紙張上。結(jié)果是，在滾筒表面上預(yù)先制備的圖案被轉(zhuǎn)印到裝飾紙上。在印刷單元的干燥機(jī)單元中(即具有吹到表面上的熱空氣的空間中)對在印刷單元中印有圖案的紙張進(jìn)行干燥。借助于適當(dāng)選擇的空氣溫度及其在干燥腔室中與紙幅行進(jìn)速度匹配的量來確保適當(dāng)?shù)母稍镄Ч?。根?jù)圖案的復(fù)雜性，在顏色和結(jié)構(gòu)兩個方面，使用印刷壓機(jī)的后續(xù)印刷單元。在具有多個印刷單元的壓機(jī)中，紙幅從第一單元的干燥腔室引導(dǎo)到下一個單元，在該處紙幅經(jīng)受類似的印刷和干燥處理，然后以類似的方式被引導(dǎo)到后續(xù)印刷單元。在最終印刷之后，紙幅由輸出站從印刷壓機(jī)中抽出，并最后在復(fù)卷機(jī)上卷繞成卷。機(jī)器的各個元件確保整個設(shè)備內(nèi)的行進(jìn)紙張的適當(dāng)紙幅張力以及在各個印刷單元中印刷的圖案的配合，形成最終印刷紙張的圖案。
印刷完成后，卷繞成卷的裝飾紙可準(zhǔn)備好進(jìn)行浸漬。浸漬是在浸漬線上進(jìn)行的用樹脂飽和裝飾紙的過程。在浸漬線的開卷機(jī)站處，紙幅從卷展開并且引導(dǎo)到浸漬劑浴中。最常用的浸漬劑包括氨基塑料和熱固性塑料合成樹脂(duroplast synthetic resin)，特別是三聚氰胺和/或尿素樹脂(melamine and/or urea resin)。紙幅完全浸沒在液體樹脂中，或者使用投料站(dosing station)將樹脂施加到紙張上。將樹脂施加到紙張上之后，將整個紙幅進(jìn)行溫度干燥，最常用的是使用熱風(fēng)吹風(fēng)機(jī)。浸漬過程可進(jìn)行一次或兩次。浸漬過程完成之后，經(jīng)干燥和浸漬的紙幅被切成片材或卷成卷。該過程產(chǎn)生經(jīng)浸漬的裝飾紙，被稱為浸漬物。
在現(xiàn)有技術(shù)中，已知兩種類型的結(jié)構(gòu)三維表面，即同步的和異步的結(jié)構(gòu)三維表面。
同步表面是下述表面，其中最終面板表面上的三維結(jié)構(gòu)精確地反映印刷在裝飾紙上的圖案的各個元素。異步表面是下述表面，其中最終面板表面上的三維結(jié)構(gòu)形成與印刷在裝飾紙上的圖案不同的圖案。在這兩種情況下，三維結(jié)構(gòu)都是在用于浸漬裝飾紙的合成樹脂的層中產(chǎn)生的，并且它們是壓板的工作表面的精確反映。在三維同步結(jié)構(gòu)的情況下，基于從印刷滾筒的制造商獲得的數(shù)據(jù)來制備壓板，用于將圖案施加到裝飾紙。這樣的數(shù)據(jù)例如包括數(shù)字格式的圖案數(shù)據(jù)或具有特定圖案的紙張印刷片材。壓板和印刷滾筒兩者的制造商都使用相同的數(shù)據(jù)。
如果我們打算在面板上制作三維同步表面，則經(jīng)印刷和浸漬的裝飾紙以如此的方式切割以便將印刷在其上的圖案與壓板的工作表面圖案相匹配。切割的片材定位于壓機(jī)中。定位需要使用復(fù)雜和昂貴的設(shè)備，將經(jīng)浸漬的裝飾紙精確地定位在壓板下方的板上，同時使印刷在紙張上的圖案與壓板工作表面圖案同步。在片材與壓板圖案匹配之后，以所選的合適的壓力、溫度和時間將經(jīng)浸漬的片材壓制在木基面板上，以獲得具有給定參數(shù)的最終表面。所得到的三維同步面板表面精確地反映壓板工作表面。
在制造異步結(jié)構(gòu)的情況下，浸漬片材圖案相對于壓板的定位無關(guān)緊要。在木基面板上制造各種三維結(jié)構(gòu)表面的已知方法主要在于包括在壓制過程中使用具有三維工作表面結(jié)構(gòu)的合適的板，形成壓板，其中在制造同步表面結(jié)構(gòu)的情況下，壓板表面結(jié)構(gòu)是印刷在裝飾紙上的圖案的元素的精確反映，而在異步表面的情況下，沒有這種同步。
在實踐中使用的已知方法中，為了形成具有適當(dāng)結(jié)構(gòu)的三維表面，每次都需要制造對應(yīng)于期望結(jié)構(gòu)的昂貴的壓板。最終表面結(jié)構(gòu)的任何改變都涉及在壓機(jī)中進(jìn)行必須且耗時的壓板(模具)更換，從而導(dǎo)致壓機(jī)停滯。在同步表面的情況下，施加于木基面板的裝飾紙的每個圖案都需要單獨(dú)的壓板。圖案的變化需要高昂的成本和工作量。相對于壓機(jī)中的壓板來定位浸漬物也是昂貴且不方便的，因為在壓制之前，經(jīng)浸漬的裝飾紙必須精確地布置在木基面板上，并且所有元素必須準(zhǔn)確地定位并與壓機(jī)中的壓板匹配。否則，不可能獲得同步表面。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種形成木基面板的三維結(jié)構(gòu)表面的改進(jìn)方法，其中壓制過程之后的最終表面結(jié)構(gòu)不僅僅取決于壓板表面。此外，本發(fā)明的目的還在于提供一種方法，其可允許避免與施加于面板的裝飾紙的各種圖案相對應(yīng)的耗時和長期的壓板制備以及任何相關(guān)成本，并避免用于在形成三維同步表面期間相對于壓板在壓機(jī)中精確定位面板與浸漬物的系統(tǒng)的投資成本。
一種基于用作表面涂層的裝飾紙來形成三維結(jié)構(gòu)表面的方法，特別是基于用作木基面板表面涂層的裝飾紙來形成三維結(jié)構(gòu)表面的方法，其中圖案通過在裝備有至少一個噴涂油墨槽(painting ink tank)和至少一個印刷滾筒(printing cylinder)的機(jī)器中進(jìn)行印刷而施加到裝飾紙上，該印刷滾筒具有帶有由雕刻凹坑形成的圖案的表面，并且具有不同尺寸的油墨微小凹坑的形式，其中來自油墨凹坑的油墨在紙幅與印刷滾筒接觸時被轉(zhuǎn)移到行進(jìn)的紙幅上，在紙張上形成與由印刷滾筒表面上的油墨凹坑形成的圖案相對應(yīng)的圖案，然后具有最終印刷圖案的裝飾紙在印刷壓機(jī)的干燥腔室中干燥并在干燥之后用合成樹脂浸漬，特別是用三聚氰胺和/或尿素樹脂浸漬，然后在浸漬線的腔室中干燥之后，將其在壓機(jī)中使用壓板壓制在面板表面上，其特征在于，在浸漬之前，在圖案印刷階段，將混合物施加到裝飾紙上，該混合物包括印刷油墨，無論是否具有顏料，并包括微球形式的膨脹劑，其包封尺寸范圍從2微米(μm)到180微米(μm)的氣泡，在升高溫度的影響下增加其體積，其中油墨和膨脹劑的混合物包含從0.3％重量至45％重量的膨脹劑，并且在離開印刷壓機(jī)之后以及在浸漬之后，使用具有任何工作表面的壓板將帶有所形成的最終圖案并具有編碼的三維結(jié)構(gòu)的裝飾紙壓制在表面上，特別是壓制在木基面板的表面上，其中在壓制過程中的最高溫度高于印刷壓機(jī)和浸漬線中的最高溫度。
在所提供的方法中，印刷壓機(jī)中所形成的最終圖案產(chǎn)生編碼的三維結(jié)構(gòu)。在浸漬之后，使用具有任何工作表面的壓板進(jìn)行壓制，其中膨脹劑的膨脹過程在初始壓制階段中樹脂塑化時在其最終固化之前在壓機(jī)中開始，并且壓制過程中的溫度高于印刷壓機(jī)和浸漬線兩者的腔室中的干燥溫度，其中包括印刷溫度和浸漬溫度的那些溫度不會導(dǎo)致微球的最終膨脹；由此，作為膨脹劑膨脹的結(jié)果，形成最終產(chǎn)品的最終結(jié)構(gòu)表面。
在根據(jù)本發(fā)明提供的方法中，能夠產(chǎn)生三維同步最終表面，而不需要使用適當(dāng)制備的結(jié)構(gòu)壓板，其結(jié)構(gòu)元素精確地對應(yīng)于印刷在裝飾紙上的圖案，并且不需要使用任何系統(tǒng)來相對于壓機(jī)中的壓板同步地定位浸漬物。
在壓機(jī)中使用相同的壓板，可以獲得最終產(chǎn)品的最終表面的各種三維結(jié)構(gòu)，其中在用膨脹劑進(jìn)行印刷的階段，在浸漬之前已經(jīng)限定了該結(jié)構(gòu)。
在本實施例中根據(jù)本發(fā)明的方法涉及在施加到刨花板(chipboard)表面上的裝飾紙上形成三維同步結(jié)構(gòu)表面。
裝飾紙在四色輪轉(zhuǎn)凹版印刷壓機(jī)中印刷。印刷壓機(jī)分別在130℃、125℃、128℃、100℃的四個連續(xù)空氣腔室中的干燥溫度以250m/min的速度印刷在具有70g/m2的重量和1.85m的寬度的裝飾紙上。印刷發(fā)生在四個印刷單元中，每個印刷單元都配備有印刷滾筒，即旋轉(zhuǎn)滾筒，該旋轉(zhuǎn)滾筒在與柔性壓印輥(即所謂的壓具)接觸的區(qū)域中將印刷油墨轉(zhuǎn)移到裝飾紙上。不同深淺顏色的水溶性印刷油墨用于印刷。
在裝飾紙上進(jìn)行印刷期間，在第四印刷單元處，使用特殊的凹版滾筒用包含15％膨脹劑的印刷油墨的混合物來印刷圖案，該凹版滾筒具有與印刷的裝飾紙主圖案的各個元素同步的圖案。凹版滾筒將3g/m2的這樣的混合物施加到紙張。最后，在印刷之后，將經(jīng)印刷的裝飾紙卷繞成卷。經(jīng)印刷的裝飾紙的所制備的卷準(zhǔn)備好用于浸漬。
浸漬過程在紙幅行進(jìn)速度為45m/min的浸漬線上進(jìn)行，其中紙張用浸漬劑飽和，最初用尿素樹脂浸漬，并用熱空氣干燥至135℃的最高溫度。在浸漬線的后續(xù)單元中，施加三聚氰胺樹脂并在160℃的最高溫度下進(jìn)行干燥。結(jié)果，最初凝結(jié)的樹脂足夠干燥，以便允許將經(jīng)浸漬的紙張以切割片材存儲，其尺寸定制成適于它們所施加的刨花板。在施加到刨花板上之后，在壓制時間為18秒的短循環(huán)壓機(jī)中，浸漬物在200℃的溫度和30kg/cm2的壓力下固化。為了在壓機(jī)中進(jìn)行壓制，使用壓板，其平滑的工作表面具有35％的光澤度(入射角為60°)。在這種條件下，初始壓制階段中的合成樹脂在其最終固化之前軟化，并通過紙殼(paper shell)流到刨花板層，從而涂覆其表面。此時，與平滑的壓板表面接觸的浸漬紙的外側(cè)精確地反映其平滑的結(jié)構(gòu)。同時，在印刷裝飾紙的過程中使用的膨脹劑在壓機(jī)中被溫度所活化。當(dāng)合成樹脂軟化時，在超過160℃的活化溫度后，膨脹劑的球形球(spherical-shaped sphere)的體積迅速增加，導(dǎo)致樹脂均勻性發(fā)生局部變化。之后是合成樹脂的最終固化。合成樹脂結(jié)構(gòu)的局部變化精確地對應(yīng)于在印刷壓機(jī)的第四單元處的印刷滾筒的圖案，該印刷滾筒用于施加帶有膨脹劑的混合物。結(jié)果是，在三聚氰胺刨花板表面上形成三維同步結(jié)構(gòu)，而與壓板的工作表面無關(guān)。