紙基飾面材料發(fā)展現(xiàn)狀與新技術(shù)

薄頁紙裝飾原紙的定量在30 g/m²左右，主要包括寶麗紙、華麗紙和PU紙（Polyurethane）。

1）寶麗紙：寶麗紙是在裝飾原紙表面涂飾不飽和聚酯制成。寶麗紙飾面工藝通常是先將裝飾原紙通過熱熔膠或聚醋酸乙烯酯等膠黏劑貼覆在人造板基材表面，再在表面噴涂或淋涂不飽和聚酯，多用作中/高密度纖維板（MDF/HDF）和膠合板飾面材料。寶麗紙飾面的人造板產(chǎn)品表面硬度較高，具有一定的耐水、耐熱、耐磨、耐污染性，在沖擊后表面不易產(chǎn)生裂紋，具有制作工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率較高等特點(diǎn)?？筛鶕?jù)需要調(diào)整樹脂膜表面的硬度、耐磨性和光澤度，可塑性較強(qiáng)。

由于寶麗紙較薄，飾面工藝受基材表面質(zhì)量影響較大，對(duì)基材表面平整度要求較高，因此，需要進(jìn)行基材精砂光和打膩?zhàn)犹畛涮幚?。同時(shí)，寶麗紙需經(jīng)油性油墨印刷，并涂飾不飽和聚酯，花紋印刷設(shè)計(jì)感不強(qiáng)，難以制備外觀質(zhì)量要求較高的產(chǎn)品，在一些低檔要求的飾面以及包覆領(lǐng)域還有使用的空間。

2）華麗紙和PU紙：華麗紙和PU紙是在裝飾原紙（可印刷或不印刷）表面涂飾丙烯酸樹脂或聚氨酯（PU）樹脂制成。華麗紙和PU紙使用時(shí)通過膠黏劑貼覆在人造板基材表面，不需再進(jìn)行涂飾，因此也被稱為免漆紙，多用于MDF/HDF、膠合板飾面。同寶麗紙一樣，華麗紙和PU紙較薄，受基材影響較大。另外，由于直接在紙面涂飾樹脂，涂布量較小，紙表面的耐磨、耐污染、耐灼燒等性能較差，而且紙的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度也比較低。華麗紙一般應(yīng)用在內(nèi)部襯板，而PU紙較廣泛使用在立式面板（如門板）、相框、線條等。從目前華麗紙和PU紙的使用情況來看，在一些低檔要求的飾面以及包覆還有使用的空間，其環(huán)保性也需要改善^[6]。

預(yù)油漆紙的原紙定量通常為50~80 g/m²，是將裝飾原紙經(jīng)過浸漬樹脂和干燥之后，再進(jìn)行印刷或不印刷、涂飾油漆（涂布量一般為2~10 g/m²）并采用熱風(fēng)或者電子束固化后制成。預(yù)油漆紙飾面人造板時(shí)，需要使用白乳膠或者熱熔膠，通過連續(xù)輥壓機(jī)或者包覆機(jī)飾面。貼面后一般不再進(jìn)行涂飾。預(yù)油漆紙飾面產(chǎn)品表面物理化學(xué)性能較好，成品美觀，耐磨性高于寶麗紙、華麗紙和PU紙^[7]，但低于三聚氰胺浸漬膠膜紙。目前，預(yù)油漆紙主要用于異型基材的包覆，定量低的用于刨花板和中密度纖維板貼面，定量高的用于封邊條。相對(duì)于三聚氰胺浸漬膠膜紙，市場(chǎng)上預(yù)油漆紙的用量相對(duì)較少，歐洲用量約7.15萬t/年（其中宜家用量占43%），而在中國(guó)用量?jī)H2 000 t/年（中國(guó)林產(chǎn)工業(yè)協(xié)會(huì)裝飾紙專業(yè)委員會(huì)統(tǒng)計(jì)），還有進(jìn)一步提升的空間。

浸漬膠膜紙的原紙定量通常為80~150 g/m²，包括素色紙和印刷紙兩種。浸漬膠膜紙是將裝飾原紙（印刷或不印刷）經(jīng)過浸漬氨基樹脂并且干燥至一定程度后制備而成。通常采用“浸漬-干燥-浸漬-干燥”或者“浸漬-干燥-面涂/背涂-干燥”的工藝制備而成。第一次浸漬樹脂通常為脲醛樹脂或三聚氰胺改性脲醛樹脂，第二次浸漬或面涂/背涂樹脂為三聚氰胺-甲醛樹脂。

樹脂含量60%~100％的浸漬膠膜紙可用于制造熱固性樹脂浸漬紙高壓裝飾層積板（high-pressure laminate，HPL，又稱防火板）；樹脂含量70%~100%的浸漬膠膜紙可以用于浸漬紙層壓木質(zhì)地板（強(qiáng)化木地板），但其表面還需增加一層浸漬表層紙（樹脂含量200%~250％）；樹脂含量130%~150%的浸漬膠膜紙，可用于刨花板、中密度纖維板、膠合板和細(xì)木工板飾面，貼面時(shí)不需要另行施膠，也可不再進(jìn)行涂飾。

浸漬膠膜紙的耐磨性能高于寶麗紙、華麗紙和PU紙，同時(shí)相對(duì)于涂料、PVC膜等其他表面裝飾材料，操作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、有機(jī)揮發(fā)物（volatile organic compounds，VOCs）釋放量少、表面性能較好、花紋美觀、價(jià)格便宜，具有耐高溫和耐污染腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，是主要的板式家具裝飾材料^[7]。

隨著數(shù)碼印刷技術(shù)的不斷發(fā)展，性能優(yōu)良的數(shù)碼打印裝飾紙的出現(xiàn)是高端化和個(gè)性化的必然需求。傳統(tǒng)的裝飾原紙?jiān)谟∷⒛炯y等花色并浸漬樹脂后，可作為貼面裝飾材料，存在色彩不鮮艷、層次感不強(qiáng)、圖像單一等缺點(diǎn)。數(shù)碼打印裝飾紙是以實(shí)現(xiàn)裝飾紙個(gè)性化為目的，同時(shí)解決快速、小批量生產(chǎn)要求的產(chǎn)品，已有多家公司研發(fā)并生產(chǎn)出色彩鮮艷飽滿、遮蓋性能良好、耐光色牢度等級(jí)高、透氣性好的數(shù)碼打印裝飾紙^[2]。2013年，德國(guó)夏特裝飾材料公司（Schattdecor AG）和德國(guó)帕麗絲數(shù)碼印刷設(shè)備公司（PadaLuma Ink-Jet Solutions GmbH，簡(jiǎn)稱Palis）開始合作研究裝飾紙工業(yè)化數(shù)碼印刷，其推出的集成工業(yè)4.0技術(shù)的數(shù)碼印刷設(shè)備中，單機(jī)分布了80多個(gè)水冷噴頭，具備4~6色噴墨，每秒可噴射出255億個(gè)墨滴到紙面上，在分辨率高達(dá)1 200 dpi的條件下，每秒可處理高達(dá)6 Gb的顏色數(shù)據(jù)，同時(shí)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)公共管理系統(tǒng)可快速響應(yīng)下游客戶的需求^[8]。此外，將數(shù)碼印刷與高分子聚合物光固化技術(shù)結(jié)合，還可以呈現(xiàn)出立體的浮雕效果，進(jìn)一步提升表面裝飾效果。德國(guó)Hymen公司研制的Saturn型數(shù)碼印刷線采用了一種創(chuàng)新的數(shù)字化印刷方式，使產(chǎn)品呈現(xiàn)出獨(dú)特的立體效果^[2]。

數(shù)碼打印及數(shù)碼印刷技術(shù)目前未得到廣泛應(yīng)用，主要原因有：1）成本較高，一次性資金投入較大，Single-Pass高速設(shè)備投入一般需要上千萬元，同時(shí)，生產(chǎn)所需原紙價(jià)格是普通裝飾紙的4倍以上，油墨價(jià)格是普通裝飾紙印刷油墨的10倍以上；2）素材采集和產(chǎn)品設(shè)計(jì)難度高，需要高技術(shù)人才，并建立新的工作流程；3）后期服務(wù)難度較大。

由于油墨對(duì)紙張的適應(yīng)性是影響當(dāng)前數(shù)碼打印應(yīng)用的主要問題之一，故數(shù)碼打印應(yīng)用在紙基飾面材料有以下發(fā)展趨勢(shì)：1）油墨的高品質(zhì)化。為使紙基飾面材料呈現(xiàn)出更高的分辨率和還原效果，應(yīng)提高油墨的品質(zhì)，如染料和水性顏料的高分散色漿研磨技術(shù)等；2）對(duì)基材的普遍適應(yīng)性。單一類型的油墨很難適用于不同類型紙基飾面材料，特別在飾面材料表面吸收性較差時(shí)的適應(yīng)性差。因此，增強(qiáng)油墨對(duì)不同材料的適應(yīng)性是未來發(fā)展趨勢(shì)之一；3）水性乳液型油墨的開發(fā)。為適應(yīng)環(huán)保要求，研發(fā)對(duì)人體無害、環(huán)境友好的水性乳液型油墨也是一個(gè)重要的發(fā)展方向；4）打印油墨的功能化。將打印油墨與耐老化、阻燃、防霉、防靜電等功能型材料復(fù)配，在不影響打印效果的同時(shí)提高飾面材料的功能性，也是未來的重要發(fā)展方向。數(shù)碼打印在飾面材料中的應(yīng)用有望進(jìn)一步融合和發(fā)展，目前應(yīng)著眼于降低核心材料成本、培養(yǎng)人才和積累素材設(shè)計(jì)庫，并建立良好有效的商業(yè)模式。

電子束（electron beam，EB）是指具有一定能量（運(yùn)動(dòng)的）電子在空間聚集在一起，沿著同一方向運(yùn)動(dòng)的電子流^[8]。利用電子束使液態(tài)材料變成固態(tài)材料，發(fā)生聚合并最終固化的過程稱為電子束固化。EB固化具有較強(qiáng)的穿透力，能夠達(dá)到100 μm的深度，同時(shí)能夠提供足夠強(qiáng)的電子濃度，在較短時(shí)間使預(yù)聚體產(chǎn)生交聯(lián)。采用EB固化不會(huì)因光引發(fā)劑殘留及分解產(chǎn)物的遷移和揮發(fā)而產(chǎn)生難聞的氣味，并且能夠提高涂層與基材的化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此，EB固化技術(shù)是一項(xiàng)高效、無污染、節(jié)能的加工技術(shù)，在涂料、油墨、膠黏劑和復(fù)合材料等產(chǎn)業(yè)中廣泛應(yīng)用。日本以EB固化技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)研究EB固化涂膜技術(shù)，開發(fā)了多種功能性建筑內(nèi)外裝用裝飾產(chǎn)品。

EB固化涂料再飾面技術(shù)是指將EB樹脂均勻涂布在裝飾紙表面，經(jīng)過EB照射固化。與其他涂飾固化技術(shù)相比，EB涂飾固化技術(shù)更節(jié)省能源、無溶劑揮發(fā)、不污染環(huán)境，有加工速度快^[9]、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過EB照射后，涂料的交聯(lián)密度較高，因此EB固化涂料再飾面產(chǎn)品有三大特點(diǎn)：1）易清潔，抗污性能優(yōu)異；2）耐用，耐候性能優(yōu)異；3）健康環(huán)保，無甲醛、苯等揮發(fā)性有害物質(zhì)。

目前EB固化技術(shù)在紙基飾面材料的應(yīng)用相對(duì)較少，主要原因有三點(diǎn)：1）設(shè)備成本較高，一般進(jìn)口設(shè)備價(jià)格在1 000萬左右；2）EB固化時(shí)需要以惰性氣體保護(hù)，防止氧氣的阻聚作用；3）傳統(tǒng)光固化涂料用汞燈固化，波長(zhǎng)選擇范圍覆蓋了紫外線UVA（波長(zhǎng)320~400 nm）、UVB（波長(zhǎng)275~320 nm）、UVC（波長(zhǎng)200~275 nm）波段，樹脂和光引發(fā)劑的選擇范圍較大，而采用EB固化涂料需要選擇適應(yīng)的樹脂，目前國(guó)產(chǎn)樹脂還處在開發(fā)階段。

以水性聚氨酯、水性丙烯酸酯等有機(jī)乳液型化合物作為浸漬膠黏劑，替代傳統(tǒng)三聚氰胺-甲醛樹脂，是近年來的研究熱點(diǎn)^[10]。這類樹脂的結(jié)構(gòu)和性能可調(diào)，具有成膜性良好、覆蓋力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。技術(shù)難點(diǎn)是樹脂對(duì)紙層的滲透問題。只有浸漬樹脂充分滲透紙張，在熱壓固化之后才能夠提供足夠的Z向強(qiáng)度；若樹脂只覆蓋在紙張表面，容易導(dǎo)致紙張Z向破壞，表面結(jié)合強(qiáng)度較低。

相比傳統(tǒng)的脲醛樹脂或三聚氰胺-甲醛樹脂，無醛浸漬紙需要采用多級(jí)結(jié)構(gòu)：一浸樹脂、背涂樹脂和面涂樹脂^[10]。一浸樹脂需要對(duì)紙張有優(yōu)良的滲透性，可快速進(jìn)入紙層內(nèi)部填充縫隙，同時(shí)在加熱后交聯(lián)固化，賦予紙張一定的強(qiáng)度；背涂樹脂則需具有較好的粘附力，能夠與人造板基材產(chǎn)生較強(qiáng)的結(jié)合力；面涂樹脂則需要具有一定的硬度，能提供耐磨、耐劃、耐污染腐蝕等功能。

目前，已有研究團(tuán)隊(duì)基本實(shí)現(xiàn)了浸漬紙的無醛化生產(chǎn)，能基本滿足飾面人造板表面性能的要求，具有良好的柔韌性，但耐劃痕、耐香煙灼燒性能還有待進(jìn)一步提高^[11]。此外，水性聚氨酯、水性丙烯酸酯類化合物相比三聚氰胺-甲醛樹脂市場(chǎng)價(jià)較高，進(jìn)一步開發(fā)低成本、高性能的無醛浸漬膠膜紙將是未來的發(fā)展方向。