装饰板及其制造方法

专利名称：装饰板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种装饰塑料板，它由在结构半透明核心两侧层压的多层印刷薄膜系统组成。该板可用于图像通信、广告、标志、建筑及其它用途。此外，本发明涉及一种生产装饰板的方法。
本申请人在1998年6月19日提交并于2001年2月20日授权的并不构成现有技术的巴西专利公开文本PI9802274-1涉及一种装饰塑料板，其中一个印刷板被插入两个玻璃纤维增强树脂(FRP)层中，从而生成一个仅在前侧面装饰并在两个塑料薄膜之间模压的双层板。
上述产品虽然在当时具有创新特性，但却难以制造，因为它要求对位于印张的两面上的两层玻璃纤维增强树脂(FRP)进行独立的固化，必然要分裂旨在两个相对的FRP层联合的基底，薄板的每个侧面上有一层，从而避免在所制造的板中出现层离、内部气泡和变形的可能性。所述板必须要由拉挤成型和仿形设备进行层压并且需要通过几个UV固化站进行固化，这几个UV固化站由于内部薄板的屏障效应而位于层压板之上与层压板之下。另外，板的前纤维增强树脂层的强制性半透明度也限制了树脂的选择，从而不允许使用具有异常结构和紫外辐射固化性能的一些树脂，例如环氧树脂，其原因仅仅在于这些树脂的低耐气候性。
同样，在现有的装饰板中，要求薄板的衬底是白色的，因为任何其它颜色都将由于树脂浸渍导致的半透明度而改变印刷的图像。因此，不可能在内部薄板的两侧上面进行印刷，因为经过板的光会导致在每个侧面上印刷的对置图像重叠。此外，如果不改变图像的颜色，那么也不能使用不透明的印刷墨水。这些缺陷排除了创建双面板的能力。
关于本领域中已知的其它类型的单面半透明装饰板，本领域的技术人员已经知道，使用粘合剂材料、丝网或其它制造的传统装饰板会基于由前照光或后照光照射的照明条件而改变其颜色色彩。它们不能够进行洗涤，尤其是使用溶剂洗涤，并且容易过早缺失亮度、光彩、光学影响和耐风化能力。
类似地，从工业实用性的角度来看，使用粘合剂或丝网制造的传统半透明板的装饰通常是手工完成的，其生产可能会因此而不一致、速度慢而且昂贵。
因此，本发明的一个目的是提供一种单面或双面的通用装饰板，它包含允许在其形式和构造次序中有所变化的塑料薄膜多层系统，其目的是实现在图像通信、广告、标志和建筑领域的很宽范围内的应用，而又提供创新的光学效果。
该目的是通过一个装饰板实现的，它包括半透明的结构芯部，结构芯部取决于其厚度而可以是自支持的，它包含使用合成树脂浸渍的纤维层，所述芯部在其一侧或两个侧面上结合了半透明和不透明塑料薄膜多层系统，这些塑料薄膜以预定的次序印刷并通过层压连接在一起，使用半透明墨水层例如白色与印刷混合，从而在不同的照明条件下再现了同样的颜色色调。
在本发明的板中消除了在开头提及的所有问题，它具有简单的组分、改善的外观和质量、允许新的视觉效果并且由于其具有的通用性，因而可以根据给定应用或所需效果，使用与印刷特性相关的多个选项对应用进行扩展。
如上所述，在本领域中已经知道使用基于纤维增强塑料的装饰板，但是它们都没有利用在半透明结构纤维增强塑料芯部层的一或两侧层压的印刷薄膜层的多层系统资源。印刷薄膜层的多层系统可以实现新的光学效果，其中包括不同照明条件下，即使用前照光或后照光时，相同颜色色调的再现；互补图像的预先设定重叠；双面印刷；半透明和不透明的结合；树脂、印刷模式、薄膜和其它组分的更多选择；以及将在下文描述的更多图形可能性。
一个改进可以通过如下所述的装饰板实现该装饰板具有如上所述的芯部，其中多层系统的薄膜层印刷上不同但却互补的图像，这样在照射时，它们可以重叠，从而生成源于所有印刷总和的具有预定组分的单个内聚图像；另一个改进可以通过如下装饰板实现装饰板具有如上所述的芯部，其中多层系统的最内层薄膜层是不透明的或是印刷了不透明墨水从而全部或部分地遮断，光线经过根据预定布局在外薄膜层上印刷的图像，从而允许生成具有在每个侧面上呈现的图像的双面板。
另一个改进可以通过如下装饰板实现装饰板具有如上所述的芯部，它包括充当光散射元件的薄膜层多层系统，其中装置的透光性可以在印刷阶段很容易地进行控制，最好控制为接近50％。
另一个改进可以通过如下装饰板实现该装饰板具有如上所述的芯部，其中当所使用的印刷墨水在化学上与用于浸渍纤维的树脂不相容时，所述墨水可以压缩在多层系统的两个塑料薄膜层之间从而避免墨水与树脂之间的直接接触。
根据本发明的另一个实施例，装饰板具有与如上所述的相同的芯部，其中当薄膜层与用于纤维浸渍的树脂在化学上不相容时，所述薄膜可以与能够同不相容薄膜层和芯部的树脂均相容的薄膜层联结，从而可以使在化学上不相容的薄膜层得以层压到核心的树脂上。
本发明的目的还通过连续的工业自动加工制造的装饰板实现，它唯一地对增强塑料连续层压板结合并且并置了滚筒印刷技术，装饰塑料板包括薄膜层的多层系统，它是通过包括下列步骤的过程制造的使用合成树脂组分浸渍纤维层，纤维层最好是由连续绞合线构成的，从而形成一个半透明的连续的结构纤维和树脂芯部；通过浮动设备输送薄膜层的多层系统，浮动设备包括适当地连接从而提供适当的几何调整和张力并且确保薄膜层在其从卷筒上展开并层压后的平面度的圆筒；对连续纤维和树脂芯部的一侧或两侧上通过粘合树脂连接的所述薄膜层多层系统进行层压；通过圆筒系统压实层压板；固化这样获得的多层层压板；在接收盘上收集多层板。
层压板的固化可以通过UV辐射或通过加热完成。热固化比较便宜，而辐射固化提供了更高质量的板，尤其是更高质量的表面平面度和均匀度。主要区别在于UV固化所需的光引发剂的成本很高，它比在热固化中使用的过氧化物催化剂要贵许多。
本发明公开了将热固化中需要的正常量的热固化剂，通常为过氧化物催化剂，与非常少量的UV光引发剂混合，板可以在两个随后的连续阶段固化，从而实现热固化和UV固化这两者的优点，即低成本和高质量。
根据本发明的另一个实施例，固化是通过使用混合固化由两个随后发生的阶段完成的第一阶段是UV固化阶段，其中层压板被部分硬化得足以避免由随后的热固化步骤引起的典型变形(如果使用聚酯树脂，10-15度的巴氏硬度就足够了)，后接完成固化的第二阶段，即热固化阶段(对于聚酯树脂，硬度达到50度巴氏硬度)。
装饰板上给人留下深刻印象的亮光可以通过如下方式生成在印刷层中间混合白色层，向层压树脂添加玻璃微珠和金属颜料并且调整具有下文将要描述的独特特性的组分中的折射指数。
在本发明的一个实施例中，一个由多层系统生成的印刷薄膜层印刷上了第一墨水层，其颜色为任意的，然后在它上面施加了中间半透明层，优选地使用白色墨水，最后插入具有与第一模水层相近颜色的衬底层。当使用前照光照射时，板将仅显示第一层的颜色，而在从后面照射时，板将显示第一层和衬底层颜色的组合或总和。如果能够适当地制定衬底层的颜色，尤其是其组分、树脂、填充物、颜色、颜料浓度和半透明性，板将在所述不同照明条件下再现非常类似的颜色的细微差别。
该效果源于印刷材料的颜色的细微差别的组合，印刷材料使它们能够在容差极限和预定的等色条件下，来反射与可观察到的自然光线频率相同的人造光线。
重复使用更多的印刷薄膜衬底层会改善多层薄膜系统所生成图像的质量。
印刷优选地通过滚筒印刷方法完成，在阴型印刷中，当薄膜层为透明或半透明时，它可以在朝向中心核的薄膜的内侧，或者在阳型印刷中，当它们是着色的或不透明时，它可以在薄膜层的外侧，此外还层压了一个外部抛光薄膜层。
在本发明的另一个实施例中，印刷了一或多层薄膜层以形成第一图像，图像可能有多种颜色，然后在第一图像上印刷了覆盖所述第一图像的半透明白色层，并且印刷了一或多层薄膜层以形成第二图像，第二图像的布局与第一图像互补，其颜色与第一图像的颜色不同。因此，在使用前照光照射时，板将仅显示第一图像，而在从后面照射时，它将根据预定的布局显示重叠的两个图像的组合。可以使用三层、四层或更多的互补图像重复同一过程，从而增强由所有印刷的总和而生成的对体积的光学感知或对所生成图像的深度的类似效果。
类似地，通过适当地调整混合白色层的半透明度，重叠的互补图像也可以使用前照光进行观察，其效果类似于从后面照射时所观察的效果。
在本发明的另一个旨在制造用作隔断墙或用于类似用途的双面板的实施例中，在半透明结构核心的一个侧面或两个侧面上提供了至少一个不透明的薄膜层或使用通常包括金属颜料或类似物的不透明墨水印刷的薄膜层，这样就可以防止通过板形成两个相反印刷的视觉重迭或重叠。
本发明的另一个实施例允许生成如下的板其中仅有一部分或某些空间是半透明的——一种可能用在图像通信中的方法——在印刷中包含根据预定布局仅仅覆盖板图像的一部分的不透明墨水层，而保留板的其它部分为半透明的，例如标识。因此，在从后面照射时，板将仅显示半透明部分，而不透明部分将通过使用日光或由半透明背光部分产生的光晕观测到。
本发明的另一个可能的实施例在板的某些预先确定的部分给出了表面的对比，即粗糙反射或者经过特殊的抛光，从而给予一种有所差异的视觉效果，它们生成于系统的一或多个薄膜层剥落时，在中间的固化步骤之后，使印刷墨水层直接置于板的这些部分或者在整个板的上面。
在本发明的另一个可能的实施例中，进一步演示了本发明提供的多层系统的多用性，其中印刷了带有颜色的图像或其它装饰的一或多层塑料薄膜层可以层压在核心的一侧并且在另一侧没有层压抛光薄膜层或是层压了一层抛光薄膜层。
所使用的印刷墨水通常与用于纤维半透明核心浸渍的树脂在化学上不相容。因此，在另一个实施例中，墨水可以压缩在两个塑料薄膜层之间从而避免墨水与树脂的直接接触。
同样，一些由很容易得到的材料例如聚丙烯制成的薄膜层与用于核心中纤维浸渍的树脂在化学上也不相容，因为它们与某些溶剂例如苯乙烯一接触就会扩散。因此，在另一个实施例中，一个化学不相容的薄膜层与另一个薄膜层联结在一起，后者可以与化学不相容的薄膜层和核心的树脂相容，从而可以使化学不相容的薄膜层得以层压到核心的树脂上。
在板的另一个可选配置中，尤其是在要求的印刷墨水的厚度超出正常可用的印刷设备的资源背光应用情形中，可以向上述多层系统添加更多的印刷薄膜层。
在另一种选择中，可以印刷多层系统的所有薄膜层从而获得所需的更强的光学效果。此外，能够连接、印刷和抛光的单个多价薄膜层可以替代核心的一个侧面或两个侧面上的多层系统的所有薄膜。
根据本发明所生成的板“p”具有一个核心，其中纤维层包括玻璃纤维和从短切原丝薄毡、粗格布织物和优选地通过连续绞合线构造的纱的组中选择的合成纤维相结合的组分，这样就可以提供几种抛光纹理，且使用合成树脂浸渍纤维层。此外，它允许在板的任意的变化制造过程期间核心形成的非常阶段中，同时将装饰薄膜层的多层系统结合到核心的一侧或两侧，从而避免了将核心置于一侧的附加分离步骤。
所公开的连续层压机器尽管非常简单，但是却能够对具有完美层压结构组分的FRP半透明核心很好的固化，从而使以前无法制造的高性能装饰板的连续生产成为可能，此处所说的高性能装饰板包括在两个侧面上进行印刷的板。
很显然，本发明所公开的使用合成树脂浸渍的纤维制成的板消除了合成材料层离和分离的可能性。
在合成材料中，例如本发明的芯部，它在其形成中包括树脂和纤维，纤维/树脂比所有其它原因或因素对所生成的结构的性质的影响都大。因此，较高的纤维含量会呈指数地增加塑料层压板的机械阻力，如图4典型图表所示。
通过使用所提出的甚至其它未描述的组分选项，只要它们建立在本概念或基础思想之上，即可形成装饰板，而较高的强度/重量比可以带来新的市场应用，否则就不可能实现新的市场应用的效果。
纤维与定向绞合线的使用可以显著地增强混合物中的纤维含量，将纤维/树脂比从图中由刚刚超过20％提高到70％，抗拉强度就从大约650kg/cm2增加到直至4500kg/cm2，如图4所示，所依据的参考资料为TheScott Bader Commonwealth Ltd.Polyester Handbook，Lund Humpries，London，1969。换句话说，板的芯部结构中的纤维含量可以根据要求调整至70％。
同时，在半透明结构芯部中树脂含量的最小化可以降低变形、变黄、老化和裂化的可能性，而又增强热稳定性和尺寸稳定性。板就变得更薄更轻，更耐用且在经济上更实用。
另外，所生成的产品会由于其薄、轻及柔韧性而容许组装成多至几百米的卷筒，这样就简化了其存储、装卸和运输。
通过对本发明实施例的下列详细描述并参考附图，根据本发明的产品的优点和特征将会变得更加显而易见，然而要注意到它们并不是限制性的，本发明还可能包含其它实施例，其中

图1显示了制造根据本发明的优选实施例所述的装饰板的过程中的步骤顺序；图2显示了用于展开并供给薄膜的设备的示意图，这些薄膜是本发明中多层系统的一部分；图3显示了穿过一个板的局部剖面图，显示了根据图1和图2中的方法在结构核心两侧层压的薄膜层的典型多层结构；以及图4显示了用于说明纤维百分含量对于纤维增强塑料的抗拉强度的影响的图，其中朝向随机的纤维适用于根据本发明的板的结构核心组分。
在图1中，纤维层6被输送通过容器8，其中容器8包括将用来浸渍纤维层6的固化树脂7。根据发明的本实施例，所述树脂为UV固化树脂。当然，也可以使用任意其它合适的固化方法和固化树脂。浸渍了树脂7的纤维层6在可以挤压出多余树脂的圆筒9之间通过，然后浸入位于两个会聚平台1、1’顶点的第二批树脂10中以对树脂/纤维比进行最后的调整并防止空气混入混合物中。然后浸透后的纤维层连同多层薄膜系统3、4、5和3’、4’、5’一起通过一套压实圆筒装置11进行压实，并传送到固化站12。
所有的薄膜层都由载筒送料并且在它们送交到平台1和1’之前由张力控制设备展开。这些平台充当其滑动和由辊子15和15’处提供的合成粘合树脂2和2’相互连接的载体并且通过站17和17’固化。
因此，所形成的最终产品“p”由一对电动辊子13拖出，并在卷筒16上进行收集，并且如果需要的话，可以使用刀具14切割。
图2显示了薄膜层供给通过一个与圆筒18形成制动迷宫的浮动设备，圆筒18被适当地连接从而自动地校正载筒中可能出现的几何差异，同时，控制和调整薄膜层的张力，从而通过热层压消除由制造生成的可能的拉伸和收缩并且确保板表面的平面度。
图3显示了根据图1和图2中所示方法获得的多层板“P”形成的优选实施例的剖视图，其中多组薄膜层3、4、5和3’、4’、5’联结到结构核心6、7、10的各自侧面。
由粘合剂联结的塑料膜的多层系统通常包含具有如下主要要求的薄膜层连接薄膜层，薄膜层具有一个面，它与用于与浸渍纤维半透明核心的树脂粘结，纤维半透明核心通过交联化合作用和层压而永久地合并到薄膜层的面中；使用印刷方法印刷装饰薄膜层，优选地使用滚筒印刷方法，并利用抛光保护性薄膜层的其他穿孔和冲击效果，其厚度取决于板的应用。一些包含多层系统的薄膜层可以是透明、半透明、有颜色的或不透明的，这取决于板的种类。
每个薄膜层的材料和性质也可以依据板的应用而有所变化。图3中显示的在板的核心的每个侧面上具有三层薄膜层的实施例是一种典型的情形并且显示了薄膜的主要功能。可以省略或是增加一些薄膜层。该在板的每个侧面上是独立发生的。
还存在影响项目或包含多层系统的薄膜层的选择的其它理由，例如成本；商业可用性；与核心的确定树脂的不相容性；底纹颜色的实现，例如烟气效果就很难通过印刷获得；对辐射，例如UV的保护；卫生或无毒性质；以及针对特定类型的板而对其使用和性能的其它特殊要求。
在核心的每个侧面并非总是有三层薄膜层。某种面板具有三层以上的薄膜层，而在另一种板中有一层印刷薄膜层可能就足够了。从概念上说，本发明中提出的板可以导出同一系列的板。
包含用于供给塑料薄膜的简单机械配置消除了板平整度的严重问题。塑料薄膜种的张力和变形，在塑料薄膜中出现的添加到在印刷和反绕过程中特别是在热层压制造中增大新的张力获得的新张力，可以在卷筒体的几何中生成不规则并且在传递到板的薄膜的几个部分生成拉伸和收缩，因此在其表面再现这样的不规则。所述配置包括一个图2中所示的浮动设备，它自动校正和调整所提及的不规则。
如上面所解释的那样，在执行根据本发明的方法的过程中可能使用任何适当的合成树脂。然而，在执行根据本发明的方法的过程中优选使用UV固化树脂。这些树脂包括未饱和的光敏树脂，优选地为聚酯、乙烯、环氧、密胺、苯酚、丙烯酸和聚氨酯树脂及其组合，并且它们可以包含填充物，例如玻璃珠和颜料。
下面所附的表显示了根据本发明的方法的一个多层板的某些性质。
表1
上面已经详细地描述了本发明，但是它并不是希望限制到所述的实施例。显而易见，本领域的技术人员可以不背离本发明的创造概念和基本思想而使用和修改此处描述的特定实施例。
权利要求
1.一种装饰板，包括一个结构半透明芯部，包括一个纤维层(6)，它被合成树脂组分(7，10)浸渍并固化；所述芯部(6，7，10)的至少一侧具有至少一个塑料薄膜层，薄膜层通过交联和层压连接到芯部的合成树脂组分；至少一个所述至少一个塑料薄膜层包含使用任何颜色的墨水层印刷的图像、文字或其它装饰；以及在芯部的至少一个侧面的最外层薄膜层具有足以提供免受施加到其上的刮擦、切割和冲击的厚度。
2.如权利要求1所述的装饰板，其特征在于其中至少一个所述至少一个塑料薄膜层包括层压在一起的塑料薄膜(3，4，5；3’，4’，5’)的多层系统，所述多层系统包括用于连接(5，5’)、印刷(4，4’)和抛光(3，3’)的薄膜层；所述连接薄膜层(5，5’)与芯部(6，7，10)的合成树脂组分(7，10)连接；所述印刷薄膜层(4，4’)包含以任何颜色的墨水层印刷的图像、文字或其它装饰；以及所述抛光薄膜层(3，3’)具有足够的抵抗力保护板免遭施加到其上的刮擦、切割和冲击。
3.如权利要求2所述的装饰板，其特征在于其中所述至少一个多层系统(3，4，5；3’，4’，5’)中的一或多个包括使用几种印刷到其上的颜色墨水层装饰的塑料薄膜层，其中插入了半透明层。
4.如权利要求2所述的装饰板，其特征在于其中所述至少一个多层系统(3，4，5；3’，4’，5’)中的一或多个是从包括透明、半透明、带颜色和不透明的薄膜层的组中选择的。
5.如权利要求2所述的装饰板，其特征在于其中所述至少一个多层系统(3，4，5；3’，4’，5’)中的所述一或多个的所述薄膜层的一或多个是从包含热固性和热塑性薄膜的组中选择的。
6.如权利要求2所述的装饰板，其特征在于其中多层系统(3，4，5；3’，4’，5’)的薄膜层是通过粘合树脂(2，2’)连接在一起的。
7.如权利要求6所述的装饰板，其特征在于其中所述粘合树脂(2，2’)包含填充物和颜料。
8.如权利要求2所述的装饰板，其特征在于其中板的所选择部分具有直接暴露在板的表面上的印刷墨水层，所述印刷墨水层允许反衬的粗糙或反射的抛光。
9.如权利要求2所述的装饰板，其特征在于其中印刷墨水封装在两个薄膜层之间以避免墨水与芯部的合成树脂(7，10)组分直接接触。
10.如权利要求1所述的装饰板，其特征在于其中浸渍纤维层(6)的合成树脂(7，10)是从包含聚酯、乙烯、环氧、蜜胺、苯酚、聚氨酯、丙烯酸或其组合的组中选择的。
11.如权利要求10所述的装饰板，其特征在于其中这样的合成树脂组分(7，10)包括填充物和颜料。
12.如权利要求1所述的装饰板，其特征在于其中纤维层(6)包括玻璃纤维与从包含短切原丝薄毡、粗格布织物和纱纤维的组中选择的合成纤维相结合的组分，从而可以提供不同的表面抛光和纹理效果。
13.如权利要求2所述的装饰板，其特征在于其中多层系统(3，4，5；3’，4’，5’)中的一些薄膜层印刷了互补的图像，且插入了半透明层，这样在从后面照射时，它们形成由所有印刷层的总和生成的完整图像。
14.如权利要求13所述的装饰板，其特征在于其中半透明墨水足够地半透明，从而在从前面照射时可以观测到重叠的互补图像，而从后面照射时也可以观测到那些图像的相似效果。
15.制造根据上述权利要求的多层结构装饰板的连续方法，该方法包括以下的连续步骤使用合成组分(7，10)浸渍纤维层(6)，从而形成所述结构半透明芯部(6，7，10)；通过可以自动校正可能的载筒中的几何不规则并控制每个薄膜层中的张力的浮动设备装置(18)，从各自的载筒到平台上，供给连接薄膜层(5，5’)，印刷薄膜层(4，4’)，和抛光薄膜层(3，3’)；通过使用粘合树脂(2，2’)进行层压来连接所有邻近的薄膜层；在所述结构半透明芯部(6，7，10)的至少一个侧面层压连接薄膜层(5，5’)的多层系统，印刷薄膜层(4，4’)，并且抛光薄膜层(3，3’)；通过圆筒系统(11)压实层压板；使用适当的热催化剂和树脂中提供的UV光引发剂的混合物，通过从包含UV固化、热固化或UV和热固化组合的组中选择的一种方法对多层结构的连续层压板进行固化，其中混合物取决于所选择的固化方法；以及将多层结构收集到卷筒(16)上并且使用切割设备(14)切断选定长度的板“P”。
全文摘要
一个装饰板(P)，包含在结构半透明芯部的相对侧面上层压的连接、印刷和抛光薄膜层(3，4，5；3′，4′，5′)的多层系统，结构半透明芯部由浸渍了合成树脂(7，10)的纤维层(6)组成。塑料薄膜多层系统(3，4，5；3′，4′，5′)可以生成新的光学效果，包括不同照明条件下相同颜色色调的再现、互补图像的预先设定重叠、双面印刷、半透明和不透明的结合以及其它图形可能性。此类板用于图像通信、广告、标志、建筑及其它用途。
文档编号B44C5/00GK1638960SQ03804582
公开日2005年7月13日 申请日期2003年2月7日 优先权日2002年4月12日
发明者卢西亚诺·法斯科 申请人:卢西亚诺·法斯科