一种气相微分制备浮雕壁纸的装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种气相微分制备浮雕壁纸的装置及方法，属于建筑装饰材料领域。装置主要包括压合辊、高压容器和印刷装置，方法是先将基材和塑料薄膜压延复合，形成成卷的复合材料，然后将成卷的复合材料放入温度和压力可控的高压容器中，再通入超临界气体后将高压容器内的温度和压力调至设定值，使复合材料在超临界气体中饱和一段时间，本发明方法主要包括成品膜发泡工艺路线、吹塑工艺路线和流延膜工艺路线，在吹塑工艺或流延工艺的薄膜制作过程中膜内加入部分超临界CO2，在高压容器内实现持续发泡饱和，可塑性强、加工成型方法多，可加工多种花纹和款式的壁纸，发泡过程无残留物、绿色环保，并且采用此工艺制备的塑料壁纸性能稳定。
【专利说明】一种气相微分制备浮雕壁纸的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到一种壁纸生产装置及工艺，具体涉及一种气相微分制备浮雕壁纸的装置及方法，属于建筑装饰材料领域。
【背景技术】
[0002]随着经济快速发展、生活水平的提高，人们对室内家居装饰、室内办公装饰和户外墙体装饰的多样性要求越来越高，因此，纯木质纸基壁纸、纺织物壁纸、金属壁纸很难满足低成本、多款式的要求，且现有的壁纸制作工艺无法满足产品的回收利用。塑料壁纸是近些年发展起来的一种新型室内墙面装饰材料，由于塑料壁纸采用热塑性高分子材料作为原材料，可塑性强、加工成型方法多，可加工多种花纹和款式的壁纸，塑料壁纸已占据壁纸市场的大部分份额。
[0003]目前PVC发泡壁纸是应用比较广泛的塑料壁纸，该壁纸生产方法主要是采用化学发泡工艺，所制备的浮雕壁纸结构主要包括:基材、塑料薄膜、浮雕花纹(李芬，陈港.壁纸的生产工艺特性及应用[J].上海造纸，2008，I (39):41-47，57)，但由于受限于化学发泡工艺配方的研究，采用PVC发泡工艺加工制造的塑料壁纸种类比较单一，且所使用的化学发泡剂在发泡工艺过程中分解不完全，在壁纸基材中留有残留物，不仅影响塑料壁纸产品的性能，且容易造成环境的污染。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有的壁纸生产工艺无法制备低成本、绿色环保、款式多样性的浮雕壁纸，提供一种气相微分制备浮雕壁纸的装置及方法，该方法和所用装置结构简单、易于实施。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种气相微分制备浮雕壁纸的方法是先将基材和塑料薄膜压延复合，形成成卷的复合材料，然后将成卷的复合材料放入温度和压力可控的高压容器中，再通入超临界气体后将高压容器内的温度和压力调至设定值，使复合材料在超临界气体中饱和一段时间；工艺方法主要包括:吹塑工艺路线、流延膜工艺路线和成品膜发泡工艺路线，气相微分制备浮雕壁纸的发泡装置主要采用高压容器，高压容器内的温度和压力参数可调(温度范围为(35°C?120°C，压力范围为5?25MPa)，且在高压容器中阵列布置一系列发泡牵引辊和浮动辊，便于将压合好的半成品壁纸复合材料展开发泡，防止成卷发泡引起的起泡不均匀、发泡不充分。
[0006]本发明一种气相微分制备浮雕壁纸的装置及方法，所制备的浮雕壁纸结构主要包括:基材、塑料薄膜、浮雕花纹，基材采用透气性好的无纺布或纯纸，有利于超临界气体快速均匀地渗入塑料薄膜的内部，缩短气体饱和时间，使发泡效果显著，塑料薄膜的材料采用PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)或PET(聚对苯二甲酸乙二酯)等热塑性高分子材料，基材与塑料薄膜之间采用压合辊进行压延复合，浮雕花纹采用目前成熟的凹版印刷、凸版印刷等印刷工艺制备。[0007]本发明一种气相微分制备浮雕壁纸的装置及方法，成品膜发泡工艺路线装置主要包括压合辊、高压容器和印刷装置，压合辊、高压容器和印刷装置依次放置，高压容器中阵列布置一系列发泡牵引辊和浮动辊，高压容器内通入超临界气体，高压容器内的温度和压力可调，具体实施工序如下:
[0008]工序I利用压合辊先将基材和成品塑料薄膜进行压延复合，形成成卷的浮雕壁纸半成品复合材料；
[0009]工序2将成卷的复合材料放入温度和压力可控的高压容器后，通入所需体积条件的超临界CO2气体，将高压容器的温度和压力调至设定值，使复合材料在高压容器中的超临界CO2气体中持续发泡饱和一段时间；
[0010]工序3将工序2中发泡后的复合材料取出并送至下一步花纹印刷工序，可通过更换印刷辊的花纹得到不同款式的浮雕壁纸，最后进行检验和裁剪，得到所需规格的浮雕壁纸。
[0011]本发明一种气相微分制备浮雕壁纸的方法及装置，吹塑工艺路线装置在压合辊之前依次放置挤出机、冷却风环、1#牵引辊、2#牵引辊；冷却风环处膜泡内通入的气体为超临界C02，1#牵引辊两辊辊面采用凹凸面，或两辊之间设定一定的间隙，挤出机、冷却风环、1#牵引辊、2#牵引辊、压合辊、高压容器和印刷装置依次排列；1#牵引辊两辊辊面采用凹凸面，或两辊之间设定一定的间隙；高压容器中阵列布置一系列发泡牵引辊和浮动辊，高压容器内通入超临界气体，高压容器内的温度和压力可调，具体实施工序如下:
[0012]工序I利用挤出机完成热塑性高分子材料的挤出吹塑工艺，并利用冷却风环冷却所吹塑出的薄膜，在此吹塑工艺过程中所通的气体为超临界CO2 (二氧化碳)，并通过控制挤出吹塑的工艺参数得到所需厚度的塑料薄膜；
[0013]工序2利用1#牵引辊将工序I得到的塑料薄膜引致下一步工序，且1#牵引辊两辊辊面采用凹凸面，或两辊之间设定一定的间隙，便于超临界CO2存于塑料薄膜之间；
[0014]工序3利用2#牵引辊将塑料薄膜拉伸、压实并送至下一步工序；
[0015]工序4利用压合辊将内部含有超临界CO2的塑料薄膜与基材压延复合，并收卷得到所需厚度的复合材料；
[0016]工序5将复合材料放入高压容器中并展开，通入所需体积条件的超临界CO2气体，将温度与压力调至合适的参数，使复合材料在高压容器中持续发泡饱和一段时间；
[0017]工序6将工序5中发泡后的复合材料取出并送至下一步花纹印刷工序，可通过更换印刷辊的花纹得到不同款式的浮雕壁纸，最后进行检验和裁剪，得到所需规格的浮雕壁纸。
[0018]本发明一种气相微分制备浮雕壁纸的方法及装置，流延膜工艺路线装置是在压合辊之前依次放置挤出机、机头和冷却辊，冷却辊处薄膜的上方吹入超临界CO2，具体实施工序如下:
[0019]工序I利用挤出机完成热塑性高分子材料的挤出流延工艺，并通过更换不同规格的机头和控制挤出流延的工艺参数得到所需厚度的塑料薄膜；
[0020]工序2利用冷却辊对工序得到的塑料薄膜进行冷却，并同时在塑料薄膜的上方吹入超临界CO2 ；
[0021]工序3利用压合辊将内部含有超临界CO2的塑料薄膜与基材压延复合，并收卷得到所需厚度的复合材料；
[0022]工序4将复合材料放入高压容器中并展开，通入所需体积条件的超临界CO2气体，将温度与压力调至合适的参数，使复合材料在高压容器中持续发泡饱和一段时间；
[0023]工序5将工序4中发泡后的复合材料取出并送至下一步花纹印刷工序，可通过更换印刷辊的花纹得到不同款式的浮雕壁纸，最后进行检验和裁剪，得到所需规格的浮雕壁纸。
[0024]本发明的有益效果是:
[0025]1、本发明一种气相微分制备浮雕壁纸的方法，由于采用热塑性高分子材料作为制备塑料壁纸的原材料，可塑性强、加工成型方法多，可加工多种花纹和款式的壁纸。
[0026]2、本发明一种气相微分制备浮雕壁纸的方法，采用物理发泡工艺代替化学发泡，在吹塑工艺或流延工艺的薄膜制作过程中膜内加入部分超临界CO2，在高压容器内实现持续发泡饱和，发泡过程无残留物、绿色环保，并且采用此工艺制备的塑料壁纸性能稳定；此夕卜，物理发泡法所使用的二氧化碳等物理发泡剂，成本较低、效率高，易于工业化生产。
[0027]3、本发明一种气相微分制备浮雕壁纸的方法，不受限于PVC材料，可以大范围地选择壁纸原材料范围，如:PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)或PET(聚对苯二甲酸乙二酯)等热塑性高分子材料。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本发明一种气相微分制备浮雕壁纸的方法及装置所制备的浮雕壁纸结构示意图。
[0029]图2是本发明一种气相微分制备浮雕壁纸的方法及装置所制备的壁纸表面浮雕花纹示意图。
[0030]图3是本发明一种气相微分制备浮雕壁纸的方法及装置所制备的浮雕壁纸的发泡方法及装置示意图。
[0031]图4是本发明一种气相微分制备浮雕壁纸的方法及装置所制备的浮雕壁纸的成品膜发泡工艺路线示意图。
[0032]图5是本发明一种气相微分制备浮雕壁纸的方法及装置所制备的浮雕壁纸的吹塑工艺路线示意图。
[0033]图6是本发明一种气相微分制备浮雕壁纸的方法及装置所制备的浮雕壁纸的流延膜工艺路线示意图。
[0034]图中，1-基材、2-塑料薄膜、3-浮雕花纹、4-高压容器、5-发泡牵引辊、6-浮动辊、7-挤出机、8-冷却风环、9-1#牵引辊、10-2#牵引辊、11-压合辊，12-复合材料、13-机头、14-冷却辊、15-成品塑料薄膜。
【具体实施方式】
[0035]本发明一种气相微分制备浮雕壁纸的方法及装置，如图1和图2所示，该浮雕壁纸结构主要包括基材1、塑料薄膜2、浮雕花纹3，基材I采用透气性好的无纺布或纯纸，有利于超临界气体快速均匀地渗入塑料薄片2的内部，缩短气体饱和时间，使发泡效果显著，塑料薄膜2的材料采用PP (聚丙烯)、PE (聚乙烯)、PVC (聚氯乙烯)或PET (聚对苯二甲酸乙二酯)等热塑性高分子材料，基材I与塑料薄膜2之间采用压合辊11进行压延复合，浮雕花纹3采用目前成熟的凹版印刷、凸版印刷等印刷工艺制备。
[0036]本发明一种气相微分制备浮雕壁纸的方法及装置，如图3所示，该气相微分制备浮雕壁纸的装置主要采用高压容器4，高压容器4内的温度和压力参数可调(温度范围为35°C?120°C，压力范围为5?25MPa)，且在高压容器4中阵列布置一系列发泡牵引辊5和浮动辊6，便于将压合好的半成品壁纸复合材料12展开发泡，防止成卷发泡引起的起泡不均勻、发泡不充分。
[0037]本发明一种气相微分制备浮雕壁纸的方法及装置，如图4、图5和图6所示，该气相微分制备浮雕壁纸的工艺方法主要包括成品膜发泡工艺路线、吹塑工艺路线和流延膜工艺路线。
[0038]本发明制备浮雕壁纸的实施例1
[0039]如图4所示，先利用传统的吹塑工艺或流延膜工艺等方法成型通用成品塑料薄膜15，随后采用压合辊11、高压容器4和印刷装置制备浮雕壁纸，具体实施工序如下:
[0040]工序I利用压合辊11先将基材I和成品塑料薄膜15进行压延复合，形成成卷的浮雕壁纸半成品复合材料12 ；
[0041]工序2将成卷的复合材料12放入温度和压力可控的高压容器4后，通入所需体积条件的超临界CO2气体，将高压容器4的温度和压力调至设定值，使复合材料12在高压容器4中的超临界CO2气体中持续发泡饱和一段时间，复合材料12在高压容器4内经一系列发泡牵引辊5和浮动辊6卷绕；
[0042]工序3将工序2中发泡后的复合材料12取出并送至下一步花纹印刷工序，可通过更换印刷辊的花纹得到不同款式的浮雕壁纸，最后进行检验和裁剪，得到所需规格的浮雕壁纸。
[0043]本发明制备浮雕壁纸的实施例2
[0044]如图5所示，吹塑工艺路线主要包括挤出机7、冷却风环8、1#牵引辊9、2#牵引辊
10、压合辊11和高压容器4，挤出机7、冷却风环8、1#牵引辊9、2#牵引辊10和压合辊11依次排列，具体实施工序如下:
[0045]工序I利用挤出机7完成热塑性高分子材料的挤出吹塑工艺，并利用冷却风环8冷却所吹塑出的薄膜，薄膜在冷却风环处形成过程中膜泡内通入的气体为超临界CO2，并通过控制挤出吹塑的工艺参数得到所需厚度的塑料薄膜2 ；
[0046]工序2利用1#牵引辊9将工序I得到的塑料薄膜2引致下一步工序，且1#牵引辊9两辊辊面采用凹凸面，或两辊之间设定一定的间隙，便于超临界CO2存于塑料薄膜2之间；
[0047]工序3利用2#牵引辊10将塑料薄膜2拉伸压实并送至下一步工序；
[0048]工序4利用压合辊11将内部含有超临界CO2的塑料薄膜2与基材I压延复合，并收卷得到所需厚度的复合材料12 ；
[0049]工序5将复合材料12放入高压容器4中并展开，通入所需体积条件的超临界CO2气体，将温度与压力调至合适的参数，使复合材料12在高压容器4中持续发泡饱和一段时间；
[0050]工序6将工序5中发泡后的复合材料12取出并送至下一步花纹印刷工序的印刷装置，可通过更换印刷装置的印刷辊的花纹得到不同款式的浮雕壁纸，最后进行检验和裁剪，得到所需规格的浮雕壁纸。
[0051]本发明制备浮雕壁纸的实施例3
[0052]如图6所示，流延膜工艺路线主要包括挤出机7、机头13、冷却辊14、基材1、压合辊11、复合材料12，具体实施工序如下:
[0053]工序I利用挤出机7完成热塑性高分子材料的挤出流延工艺，并通过更换不同规格的机头13和控制挤出流延的工艺参数得到所需厚度的塑料薄膜2 ；
[0054]工序2利用冷却辊14对工序I得到的塑料薄膜2进行冷却，并同时在塑料薄膜2的上方吹入超临界CO2 ；
[0055]工序3利用压合辊11将内部含有超临界CO2的塑料薄膜2与基材I压延复合，并收卷得到所需厚度的复合材料12 ；
[0056]工序4将复合材料12放入高压容器4中并展开，通入所需体积条件的超临界CO2气体，将温度与压力调至合适的参数，使复合材料12在高压容器4中持续发泡饱和一段时间；
[0057]工序5将工序4中发泡后的复合材料12取出并送至下一步花纹印刷工序，可通过更换印刷辊的花纹得到不同款式的浮雕壁纸，最后进行检验和裁剪，得到所需规格的浮雕壁纸。
【权利要求】
1.一种气相微分制备浮雕壁纸的装置，其特征在于:主要包括压合辊、高压容器和印刷装置，压合辊、高压容器和印刷装置依次放置，高压容器中阵列布置一系列发泡牵引辊和浮动辊，高压容器内通入超临界气体，高压容器内的温度和压力可调。
2.根据权利要求1所述的一种气相微分制备浮雕壁纸的装置，其特征在于:在压合辊之前依次放置挤出机、冷却风环、1#牵引辊、2#牵引辊；冷却风环处膜泡内通入的气体为超临界CO2，1#牵引辊两辊辊面采用凹凸面，或两辊之间设定一定的间隙。
3.根据权利要求1所述的一种气相微分制备浮雕壁纸的装置，其特征在于:在压合辊之前依次放置挤出机、机头和冷却辊，冷却辊处薄膜的上方吹入超临界co2。
4.采用权利要求1所述的一种气相微分制备浮雕壁纸的装置加工浮雕壁纸的方法，其特征在于:第一步，利用压合辊先将基材和成品塑料薄膜进行压延复合，形成成卷的浮雕壁纸半成品复合材料:第二步，将成卷的复合材料放入温度和压力可控的高压容器后，通入所需体积条件的超临界CO2气体，将高压容器的温度和压力调至设定值，使复合材料在高压容器中的超临界CO2气体中持续发泡饱和一段时间，复合材料在高压容器内经一系列发泡牵引辊和浮动辊卷绕；第三步，将第二步中发泡后的复合材料取出并送至花纹印刷工序，得到不同款式的浮雕壁纸，最后进行检验和裁剪，得到所需规格的浮雕壁纸。
5.采用权利要求2所述的一种气相微分制备浮雕壁纸的装置加工浮雕壁纸的方法，其特征在于:第一步，利用挤出机完成热塑性高分子材料的挤出吹塑工艺，并利用冷却风环冷却所吹塑出的薄膜，薄膜在冷却风环处形成过程中膜泡内通入的气体为超临界CO2,并通过控制挤出吹塑的工艺参数得到所需厚度的塑料薄膜；第二步，利用1#牵引辊将第一步得到的塑料薄膜引致下一步工序，超临界CO2存于塑料薄膜之间；第三步，利用2#牵引辊将塑料薄膜拉伸压实；第四步，利用压合辊将内部含有超临界CO2的塑料薄膜与基材压延复合，并收卷得到所需厚度的复合材料；第五步，将复合材料放入高压容器中并展开，通入所需体积条件的超临界CO2气体，将温度与压力调至合适的参数，使复合材料在高压容器中持续发泡饱和一段时间；第六步，将发泡后的复合材料取出并送至下一步花纹印刷工序的印刷装置，可通过更换印刷装置的印刷辊的花纹得到不同款式的浮雕壁纸，最后进行检验和裁剪，得到所需规格的浮雕壁纸。
6.采用权利要求3所述的一种气相微分制备浮雕壁纸的装置加工浮雕壁纸的方法，其特征在于:第一步，利用挤出机完成热塑性高分子材料的挤出流延工艺，并通过更换不同规格的机头和控制挤出流延的工艺参数得到所需厚度的塑料薄膜；第二步，利用冷却辊对第一步得到的塑料薄膜进行冷却，并同时在塑料薄膜的上方吹入超临界CO2 ;第三步，利用压合辊将内部含有超临界CO2的塑料薄膜与基材压延复合，并收卷得到所需厚度的复合材料；第四步，将复合材料放入高压容器中并展开，通入所需体积条件的超临界CO2气体，将温度与压力调至合适的参数，使复合材料在高压容器中持续发泡饱和一段时间；第五步，将发泡后的复合材料取出并送至花纹印刷工序，可通过更换印刷辊的花纹得到不同款式的浮雕壁纸，最后进行检验和裁剪，得到所需规格的浮雕壁纸。
7.根据权利要求4、5或6所述的一种气相微分制备浮雕壁纸的方法，其特征在于:制作塑料薄膜材料采用聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或聚对苯二甲酸乙二酯。
8.根据权利要求4、5或6所述的一种气相微分制备浮雕壁纸的方法，其特征在于:浮雕花纹制备采用凹版印刷工艺或凸版印刷工艺。
【文档编号】B29C59/04GK103568328SQ201310331990
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月2日 优先权日:2013年8月2日
【发明者】杨卫民, 秦柳, 程实, 丁玉梅, 虞华春, 朱国才 申请人:北京化工大学, 宁波格林美孚新材料科技有限公司