CN113602015B - 一种可互联的3d效果uv喷绘智能板材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可互联的3D效果UV喷绘智能板材及其制备方法，由上至下包括有3D立体同步对纹层、透明膜层、过渡层、UV喷绘层和基材；UV喷绘层包括表面处理层、图案层和保护层，表面处理层喷绘在基材的表面，图案层喷绘在表面处理层的表面，保护层喷绘在图案层的表面；基材包括内置电路一体化的板材；基材喷绘完成后涂设过渡层，铺上透明膜层进行同步对纹压贴形成3D立体同步对纹层，色彩逼真，立体生动，装饰效果好，可实现个性化定制，环保健康，耐磨耐划，油墨附着力强，色牢度高，保真度持久，通电安全可靠稳定，简化了布线方式，提高布线美观度和施工效率，安装连接方便，实现板材间和不同应用间的互联，有效促进智能家居的普及和发展。
Description
技术领域
本发明属于装饰板材技术领域，具体涉及一种可互联的3D效果UV喷绘智能板材及其制备方法。
背景技术
随着消费群体的年轻化，在建筑装饰材料选择上消费者越来越注重个性化。公开号为CN205822641U的专利文件公开了一种内置电路一体化智能板材，通过在板体内设置导体，且在板体边缘设置有连接导体的连接机构，简化了布线方式，提高布线美观度和施工效率，降低施工成本，实现板材使用的智能化，安装的便捷化，但是内置电路一体化智能板材难以实现个性化定制、3D效果图案和互联，在市场推广上停滞不前。
UV喷绘是利用紫外线光固化油墨的一种新型喷绘工艺，UV喷绘图案的输出完全由电脑控制，随心所印，可以印刷人物照片、画像等图案，色彩丰富，画面细腻，操作相对简单，正广泛应用于建筑材料装饰、广告行业和艺术装饰等领域，可以解决上述智能化板材无法实现个性化定制的问题。
虽然UV喷绘在纸板、陶瓷、亚克力等材质上已经形成成熟的生产工艺，但是要将其应用在人造板上还面临着很多技术难题，如附着力低、耐磨耐划性能差、容易褪色等。
另一方面，目前的UV喷绘技术要实现3D立体效果主要是通过油墨和油漆堆积来实现，不仅成本高，而且生产效率低，同步对纹技术可以实现视觉上的纹理走向与触感上的浮雕效果同步结合，呈现3D立体效果，已在三聚氰胺装饰板上广泛应用，可与UV喷绘技术结合以呈现3D效果。
将三聚氰胺装饰板同步对纹技术、UV喷绘技术结合内置电路一体化智能板材生产可互联的同步对纹3D效果UV喷绘智能装饰板材，为智能家居提供新的应用平台，不仅是技术上的重大突破，更是行业发展的重大促进力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可互联的3D效果UV喷绘智能板材，不仅色彩逼真，立体生动，色牢度高，表面性能强，装饰效果好，安全可靠，能实现智能互联，且有效提高生产效率，降低生产制作的成本，促进智能家居的普及。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种可互联的3D效果UV喷绘智能板材，由上至下包括有3D立体同步对纹层、透明膜层、过渡层、UV喷绘层和基材；所述UV喷绘层包括表面处理层、图案层和保护层，所述表面处理层喷绘在所述基材的表面，所述图案层喷绘在所述表面处理层的表面，所述保护层喷绘在所述图案层的表面；所述基材包括内置电路一体化的智能刨花板、纤维板和胶合板；所述基材预埋有与导体连接的连接件；所述基材喷绘完成后涂设所述过渡层，铺上所述透明膜层进行同步对纹压贴形成所述3D立体同步对纹层。
具体地，所述3D立体同步对纹层是通过同步对纹压纹模具辊压或平压形成的，纹理深度为0.03～2mm，使表面形成深浅不一凹凸不平呈现3D立体视觉效果,通过使用分辨率为0.001μm的粗糙度仪，以0.1～0.5mm/s的速度移动检出器，测针的上下变位量检测出表面的凹凸，实现对表面纹理深度的测量。
具体地，所述表面处理层和保护层均为UV固化型涂层，所述图案层为UV油墨喷绘形成的图形。
所述可互联的3D效果UV喷绘智能板材的制备方法，包括如下步骤：
(1)刨花板、纤维板或胶合板通过CNC加工中心锣槽，制作线槽；
(2)将导体与连接件连接后预埋在线槽位并预固定；
(3)过胶组坯冷压复合，制得基材，即内置电路一体化的智能刨花板、纤维板或胶合板；
(4)基材表面进行砂光除尘处理，砂光机砂带为180目，砂光机出板处设置除尘吹灰装置进行除尘，保证基材表面平整无杂质，为UV喷绘打好基础，提高表面附着力；
(5)在处理后的基材表面喷绘底漆，形成表面处理层，所述表面处理层包括上UV白色涂层和下UV白色涂层，喷绘温度56～60℃，所述下UV白色涂层厚度为15～20μm，所述上UV白色涂层厚度为8～10μm，既节约成本，又能有效增强所述UV喷绘层对所述基材的附着力；
(6)输入设计好的图案，根据调整好的色彩油墨比例，在所述表面处理层表面进行图案的喷绘，形成图案层，所述图案像素在900～1200dpi之间，保证图案的清晰度和色彩表现力；
(7)用UV涂层在图案层表面进行喷绘，形成保护层，所述保护层为含有0.5～1％纳米二氧化硅的透明UV耐磨涂层，喷绘温度56～60℃，涂层厚度为10～20μm，纳米二氧化硅的加入不仅提高了粘接性能和密封效果，而且提高了保护层的耐热性能，保护层对所述图案层形成了第一重保护，同时增强了产品的耐磨耐划性能；
(8)在保护层表面淋涂过渡层，所述过渡层为透明的UV胶，厚度为10～15μm，淋涂后在波长为365～400nm的紫外光下照射6～10秒完成初步固化。纳米二氧化硅的加入不仅提高了粘接性能和密封效果，而且提高了过渡层的耐热性能，过渡层对所述图案层形成了第二重保护，提高了在UV喷绘层上进行同步对纹压贴的可能性，过渡层能与UV涂层和三聚氰胺胶相容，是透明膜层与UV喷绘层能够融合的关键，又能增强所述透明膜层与UV喷绘层粘接力；
(9)铺设透明膜层热压成型，将透明膜层铺在过渡层表面，进入热压机进行同步对纹压贴修边，热压工艺参数：压力18～22MPa、温度120～190℃、时间20～300s，即得可互联的3D效果UV喷绘智能板材。
具体地，在步骤(1)中，所述刨花板、纤维板或胶合板的外观质量和理化性能符合相关标准要求，厚度为9～25mm，甲醛释放量≤0.05mg/m3，所述线槽宽度为12～35mm，深度0.3～0.5mm，线槽端设有宽50mm深30mm高5mm的凹槽，用于预埋连接件。
具体地，在步骤(2)中，所述导体包括金属条和双绞线，金属条的材质为铜、铁、铝等金属中的任意一种，宽度为8～30mm，厚度为0.3～0.8mm，双绞线直径为0.8～1mm，并排设有4对，导体有纵向和横向设置且互不导通，导体两端分别与连接件连接，方便后期安装连接，实现板间或应用间互联。
具体地，在步骤(2)中，所述连接件为卡扣式集成件，尺寸为宽48mm深30mm高10mm，包括公座与母座，公座集成有连接电线和双绞线的卡扣元件，母座集成有连接电线和双绞线的接纳元件，卡扣元件与接纳元件适配，所述的卡扣元件与公座为分体式结构，卡扣元件能够在公座上横向移动，可以调节位置，能够适应较大的误差，提高容错率，减少板材浪费，所述导体和连接件通过U型钉或瞬干胶预固定在线槽上，避免组坯复合时移位。
具体地，在步骤(3)中，所用胶水为水基型双组份粘合剂，固体含量49～52％，主要成份为苯丙改性聚醋酸乙烯酯乳液和异氰酸酯，两者的质量比为100:8～12，施胶量为150～200g/m2，把一张只有线槽没有预埋导体和连接件的刨花板、纤维板或胶合板锣槽面单面过胶，然后与已预埋导体和连接件的刨花板、纤维板或胶合板组坯冷压复合，注意两张板材线槽位要重合一致，错位不能超过1mm，冷压工艺：压力13～20MPa、时间2～3h。胶水固化后既能形成绝缘层又能固定导体和连接件，同时保证基材复合界面的粘接强度。
具体地，在步骤(8)中，所述UV胶由1～2重量份的纳米二氧化硅、5～15重量份的聚醚乙醇、10～30重量份的具有至少一个羟基官能团的甲基丙烯酸酯、5～15重量份的含离子基团的多元醇、15～30重量份的芳香族聚酯多元醇和30～50重量份的多异氰酸酯混合反应制成。
具体地，在步骤(9)中，所述透明膜层为浸渍改性三聚氰胺树脂的透明纸，厚度为0.1～0.15mm，所述透明纸的克重为25～45g/m2，克重小不好浸胶，克重大强影响图案色彩表现力，浸胶量为110～130％，挥发物含量5～7％，预固化度40～55％，透明纸理化性能控制在此范围是为了避免压贴时出现质量缺陷，甲醛释放量≤0.5mg/L，保证产品环保健康，所述透明膜层对所述图案层形成了第三重保护，使在UV喷绘层上进行同步对纹压贴得以实现，同时提高了产品的耐磨耐划、耐光色牢度等表面性能。
具体地，在步骤(9)中，所述同步对纹压贴是通过图像扫描***扫描基材表面图案纹理，经过计算机分析图案纹理与模具位置偏差，自动启动定位***调整基材位置使图案纹理与模具纹路位置基本吻合后固定压贴，达到对纹偏差不超过1mm的效果，压贴的同时将过渡层和透明膜层完全固化融合在一起，实现同步对纹技术和UV喷绘技术的融合。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)将与导体连接的公母座卡扣式集成连接件一起预埋在内置电路一体化智能板材内部，实现了板材间和不同应用间的互联，通电安全可靠稳定，极大的简化了布线方式，提高布线美观度和施工效率，降低施工成本，安装连接方便，为智能家居应用提供平台，有效促进智能家居的普及和发展。
(2)保护层和过渡层中加入纳米二氧化硅，不仅提高了粘接性能和密封效果，而且提高了耐热性能，再加上透明膜层对图案层形成了三重保护，且过渡层能与UV涂层和三聚氰胺胶相容，使在UV喷绘层上进行同步对纹压贴得以实现，同时提高了产品的耐磨耐划、耐光色牢度等表面性能。
(3)将同步对纹技术、UV喷绘技术和内置电路一体化智能板材结合在一起，实现技术上的突破，生产工艺合理高效，成本较低，生产的可互联的3D效果UV喷绘智能板材色彩逼真，立体生动，色牢度高，装饰效果好，还能实现个性化定制。
(4)通过基材表面砂光除尘处理，设置两层底漆的表面处理层和过渡层极大的增强了产品的附着力，设置保护层和透明膜层有效的提高了产品的耐磨耐划等表面性能，使产品的色牢度更高，制得的可互联的3D效果UV喷绘智能板材耐磨耐划，油墨附着力强，色彩保真度持久，性价比高，产品竞争力强。
(5)采用的基材、复合胶水、浸渍透明纸及UV涂料油墨，都是低于国家标准VOC指标的环保材料，产品环保健康，不会对环境和人体产生有害影响。
(6)通过图像扫描***和定位图像计算机处理分析，实现全自动的精准同步对纹压贴，对纹偏差不超过1mm，压贴的同时将过渡层和透明膜层完全固化融合在一起，极大的促进同步对纹技术和UV喷绘技术的发展。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为UV喷绘层的结构示意图。
附图标记说明：
3D立体同步对纹层1，透明膜层2，过渡层3，
UV喷绘层4，基材5，保护层41，图案层42，表面处理层43。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例以及附图，对本发明进一步详细说明，但本发明要求的保护范围并不局限于实施例。
18mm可互联的同步对纹3D效果UV喷绘内置电路一体化智能刨花板的制备方法如下：
(1)外观质量和理化性能符合刨花板标准要求，甲醛释放量0.03mg/m3的9mm刨花板通过CNC加工中心锣槽，制作线槽，线槽宽度为12mm，深度0.4mm，线槽端设有宽50mm深30mm高5mm的凹槽，用于预埋连接件；
(2)将宽度为8mm，厚度为0.8mm的铜条，直径为0.8mm的4对双绞线，并排铺在线槽上，一端连接公座卡扣式集成连接件，另一端连接母坐卡扣式集成连接件，用U型钉或瞬干胶将铜条、双绞线和连接件预固定在槽位上，公母座卡扣式集成连接件尺寸为宽48mm深30mm高10mm。
(3)把一张只有线槽没有预埋导体和连接件的9mm刨花板锣槽面单面过胶，胶水为水基型双组份粘合剂，固体含量50％，主要成份为苯丙改性聚醋酸乙烯酯乳液和异氰酸酯，两者的质量比为100:10，施胶量为180g/m2，然后与已预埋导体和连接件的9mm刨花板组坯冷压复合，注意两张板材线槽位要重合一致，错位不能超过1mm，冷压工艺：压力15MPa、时间3h，制得基材5，即内置电路一体化的智能刨花板；
(4)基材5表面进行砂光除尘处理，砂光机砂带为180目，砂光机出板处设置除尘吹灰装置进行除尘，保证基材5表面平整无杂质；
(5)在处理后的基材5表面喷绘底漆，形成表面处理层43，表面处理层43包括上UV白色涂层和下UV白色涂层，喷绘温度58℃，下UV白色涂层厚度为16μm，上UV白色涂层厚度为8μm；
(6)输入设计好的图案，图案像素为1000dpi，根据调整好的色彩油墨比例，在表面处理层43表面进行图案的喷绘，形成图案层42；
(7)用含有0.6％纳米二氧化硅的透明UV耐磨涂层在图案层42表面进行喷绘，形成保护层41，喷绘温度58℃，涂层厚度为12μm；
(8)在保护层41表面淋涂透明的含UV胶，形成过渡层3，厚度为13μm，淋涂后在波长为400nm的紫外光下照射6秒完成初步固化，所述UV胶由1重量份的纳米二氧化硅、10重量份的聚醚乙醇、15重量份的具有至少一个羟基官能团的甲基丙烯酸酯、10重量份的含离子基团的多元醇、24重量份的芳香族聚酯多元醇和40重量份的多异氰酸酯混合反应制成；
(9)通过图像扫描***扫描基材5表面图案纹理，经过计算机分析图案纹理与模具位置偏差，自动启动定位***调整基材位置使图案纹理与模具纹路位置基本吻合后固定，将克重为25g/m2，浸胶量为120％，挥发物含量6％，预固化度50％，甲醛释放量0.1mg/L的浸渍改性三聚氰胺树脂的透明纸铺在过渡层3表面进行同步对纹压贴修边，热压工艺参数：压力18MPa、温度180℃、时间40s，即得18mm可互联的同步对纹3D效果UV喷绘内置电路一体化智能刨花板。
板材成品的具体结构：由上至下包括有3D立体同步对纹层1、透明膜层2、过渡层3、UV喷绘层4和基材5；所述UV喷绘层4包括表面处理层43、图案层42和保护层41，所述表面处理层43喷绘在所述基材5的表面，所述图案层42喷绘在所述表面处理层43的表面，所述保护层41喷绘在所述图案层42的表面；所述基材5包括内置电路一体化的智能刨花板、纤维板和胶合板；所述基材5预埋有与导体连接的连接件；所述基材5喷绘完成后涂设所述过渡层3，铺上所述透明膜层2进行同步对纹压贴形成所述3D立体同步对纹层1。
所述3D立体同步对纹层1的纹理深度为0.03～2mm，使表面形成深浅不一凹凸不平呈现3D立体视觉效果,通过使用分辨率为0.001μm的粗糙度仪，以0.1～0.5mm/s的速度移动检出器，测针的上下变位量检测出表面的凹凸，实现对表面纹理深度的测量。
具体地，所述表面处理层43和保护层41均为UV固化型涂层，所述图案层42为UV油墨喷绘形成的图形。
对本实施例制备的装饰板材与普通喷绘装饰板进行理化性能测试，结果如表1所示：
表1实施例与普通喷绘装饰板检测结果对比
由表1可以看出，本发明制作的可互联的3D效果UV喷绘智能板材的附着力、耐磨耐划性能、色彩保真持久性和环保性都优于普通喷绘装饰板，3D立体效果明显且导电性能良好，可实现互联，可以广泛的应用于各种装饰场所。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本发明中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (7)
1.一种可互联的3D效果UV喷绘智能板材，其特征在于，所述板材由上至下包括有3D立体同步对纹层、透明膜层、过渡层、UV喷绘层和基材；所述UV喷绘层包括表面处理层、图案层和保护层，所述表面处理层喷绘在所述基材的表面，所述图案层喷绘在所述表面处理层的表面，所述保护层喷绘在所述图案层的表面；
所述保护层为含有纳米二氧化硅的透明UV耐磨涂层；
所述透明膜层为浸渍改性三聚氰胺树脂的透明纸；
所述过渡层为透明的UV胶；
所述基材包括内置电路一体化的智能刨花板、纤维板或胶合板；所述基材预埋有与导体连接的连接件；所述基材喷绘完成后涂设所述过渡层，铺上所述透明膜层进行同步对纹压贴形成所述3D立体同步对纹层；
可互联的3D效果UV喷绘智能板材的制备方法，包括如下步骤：
（1）刨花板、纤维板或胶合板通过CNC加工中心锣槽，制作线槽，所述刨花板、纤维板或胶合板的厚度为9～25mm，甲醛释放量≤0.05mg/m3，所述线槽宽度为12～35mm，深度0.3～0.5mm，线槽端设有宽50mm，深30mm，高5mm的凹槽，用于预埋连接件；
（2）将导体与连接件连接后预埋在线槽位并预固定；
（3）过胶组坯冷压复合，制得基材，即内置电路一体化的智能刨花板、纤维板或胶合板；
具体操作为：把一张只有线槽没有预埋导体和连接件的刨花板、纤维板或胶合板与已预埋导体和连接件的刨花板、纤维板或胶合板组坯冷压复合；
（4）基材表面进行砂光除尘处理，砂光机砂带为180目，砂光机出板处设置除尘吹灰装置进行除尘；
（5）在处理后的基材表面喷绘底漆，形成表面处理层，所述表面处理层包括上UV白色涂层和下UV白色涂层，喷绘温度56～60℃，所述下UV白色涂层厚度为15～20μm，所述上UV白色涂层厚度为8～10μm；
（6）输入设计好的图案，根据调整好的色彩油墨比例，在表面处理层表面进行图案的喷绘，形成图案层，所述图案像素在900～1200dpi之间；
（7）用UV涂层在图案层表面进行喷绘，形成保护层，所述保护层为含有纳米二氧化硅的透明UV耐磨涂层，喷绘温度56～60℃，涂层厚度为10～20μm；
（8）在保护层表面淋涂过渡层，所述过渡层为透明的UV胶，厚度为10～15μm,淋涂后在波长为365～400nm的紫外光下照射6～10秒完成初步固化；
所述UV胶由1～2重量份的纳米二氧化硅、5～15重量份的聚醚乙醇、10～30重量份的具有至少一个羟基官能团的甲基丙烯酸酯、5～15重量份的含离子基团的多元醇、15～30重量份的芳香族聚酯多元醇和30～50重量份的多异氰酸酯混合反应制成；
（9）铺设透明膜层热压成型，将透明膜层铺在过渡层表面，进入热压机进行同步对纹压贴修边，热压工艺参数：压力18～22MPa、温度120～190℃、时间20～300s，即得可互联的3D效果UV喷绘智能板材；
所述透明膜层为浸渍改性三聚氰胺树脂的透明纸，厚度为0.1～0.15mm，所述透明纸的克重为25～45g/m2，浸胶量为110～130%，挥发物含量5～7%，预固化度40～55%，甲醛释放量≤0.5mg/L。
2.根据权利要求1所述的可互联的3D效果UV喷绘智能板材，其特征在于，所述3D立体同步对纹层是通过同步对纹压纹模具辊压或平压形成的，纹理深度为0.03～2mm，通过使用分辨率为0.001μm的粗糙度仪，以0.1～0.5mm/s的速度移动检出器，测针的上下变位量检测出表面的凹凸，实现对表面纹理深度的测量。
3.根据权利要求1所述的可互联的3D效果UV喷绘智能板材，其特征在于所述表面处理层和保护层均为UV固化型涂层，所述图案层为UV油墨喷绘形成的图形。
4.根据权利要求1所述的可互联的3D效果UV喷绘智能板材的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述导体包括金属条和双绞线，金属条的材质为铜、铁、铝金属中的任意一种，宽度为8～30mm，厚度为0.3～0.8mm，双绞线直径为0.8～1mm，并排设有4对，所述导体有纵向和横向设置且互不导通，所述导体两端分别与连接件连接。
5.根据权利要求1所述的可互联的3D效果UV喷绘智能板材的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述连接件为卡扣式集成件，尺寸为宽48mm，深30mm，高10mm，包括有公座与母座，所述公座集成有连接电线和双绞线的卡扣元件，所述母座集成有连接电线和双绞线的接纳元件，所述卡扣元件与接纳元件适配，所述卡扣元件与公座为分体式结构，所述卡扣元件能够在公座上横向移动，所述导体和连接件通过U型钉或瞬干胶预固定在所述线槽上。
6.根据权利要求1所述的可互联的3D效果UV喷绘智能板材的制备方法，其特征在于，在步骤（3）中，把一张只有线槽没有预埋导体和连接件的刨花板、纤维板或胶合板锣槽面单面过胶，然后与已预埋导体和连接件的刨花板、纤维板或胶合板组坯冷压复合，两张板材线槽位要重合一致，错位不能超过1mm，冷压工艺：压力13～20MPa、时间2～3h。
7.根据权利要求1所述的可互联的3D效果UV喷绘智能板材的制备方法，其特征在于，在步骤（9）中，所述同步对纹压贴是通过图像扫描***扫描基材表面图案纹理，经过计算机分析图案纹理与模具位置偏差，自动启动定位***调整基材位置使图案纹理与模具纹路位置基本吻合后固定压贴，达到对纹偏差不超过1mm的效果，压贴的同时将过渡层和透明膜层完全固化融合在一起，实现同步对纹技术和UV喷绘技术的融合。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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