纸基饰面材料发展现状与新技术

薄页纸装饰原纸的定量在30 g/m²左右，主要包括宝丽纸、华丽纸和PU纸（Polyurethane）。

1）宝丽纸：宝丽纸是在装饰原纸表面涂饰不饱和聚酯制成。宝丽纸饰面工艺通常是先将装饰原纸通过热熔胶或聚醋酸乙烯酯等胶黏剂贴覆在人造板基材表面，再在表面喷涂或淋涂不饱和聚酯，多用作中/高密度纤维板（MDF/HDF）和胶合板饰面材料。宝丽纸饰面的人造板产品表面硬度较高，具有一定的耐水、耐热、耐磨、耐污染性，在冲击后表面不易产生裂纹，具有制作工艺简单、生产效率较高等特点。可根据需要调整树脂膜表面的硬度、耐磨性和光泽度，可塑性较强。

由于宝丽纸较薄，饰面工艺受基材表面质量影响较大，对基材表面平整度要求较高，因此，需要进行基材精砂光和打腻子填充处理。同时，宝丽纸需经油性油墨印刷，并涂饰不饱和聚酯，花纹印刷设计感不强，难以制备外观质量要求较高的产品，在一些低档要求的饰面以及包覆领域还有使用的空间。

2）华丽纸和PU纸：华丽纸和PU纸是在装饰原纸（可印刷或不印刷）表面涂饰丙烯酸树脂或聚氨酯（PU）树脂制成。华丽纸和PU纸使用时通过胶黏剂贴覆在人造板基材表面，不需再进行涂饰，因此也被称为免漆纸，多用于MDF/HDF、胶合板饰面。同宝丽纸一样，华丽纸和PU纸较薄，受基材影响较大。另外，由于直接在纸面涂饰树脂，涂布量较小，纸表面的耐磨、耐污染、耐灼烧等性能较差，而且纸的内结合强度也比较低。华丽纸一般应用在内部衬板，而PU纸较广泛使用在立式面板（如门板）、相框、线条等。从目前华丽纸和PU纸的使用情况来看，在一些低档要求的饰面以及包覆还有使用的空间，其环保性也需要改善^[6]。

预油漆纸的原纸定量通常为50~80 g/m²，是将装饰原纸经过浸渍树脂和干燥之后，再进行印刷或不印刷、涂饰油漆（涂布量一般为2~10 g/m²）并采用热风或者电子束固化后制成。预油漆纸饰面人造板时，需要使用白乳胶或者热熔胶，通过连续辊压机或者包覆机饰面。贴面后一般不再进行涂饰。预油漆纸饰面产品表面物理化学性能较好，成品美观，耐磨性高于宝丽纸、华丽纸和PU纸^[7]，但低于三聚氰胺浸渍胶膜纸。目前，预油漆纸主要用于异型基材的包覆，定量低的用于刨花板和中密度纤维板贴面，定量高的用于封边条。相对于三聚氰胺浸渍胶膜纸，市场上预油漆纸的用量相对较少，欧洲用量约7.15万t/年（其中宜家用量占43%），而在中国用量仅2 000 t/年（中国林产工业协会装饰纸专业委员会统计），还有进一步提升的空间。

浸渍胶膜纸的原纸定量通常为80~150 g/m²，包括素色纸和印刷纸两种。浸渍胶膜纸是将装饰原纸（印刷或不印刷）经过浸渍氨基树脂并且干燥至一定程度后制备而成。通常采用“浸渍-干燥-浸渍-干燥”或者“浸渍-干燥-面涂/背涂-干燥”的工艺制备而成。第一次浸渍树脂通常为脲醛树脂或三聚氰胺改性脲醛树脂，第二次浸渍或面涂/背涂树脂为三聚氰胺-甲醛树脂。

树脂含量60%~100％的浸渍胶膜纸可用于制造热固性树脂浸渍纸高压装饰层积板（high-pressure laminate，HPL，又称防火板）；树脂含量70%~100%的浸渍胶膜纸可以用于浸渍纸层压木质地板（强化木地板），但其表面还需增加一层浸渍表层纸（树脂含量200%~250％）；树脂含量130%~150%的浸渍胶膜纸，可用于刨花板、中密度纤维板、胶合板和细木工板饰面，贴面时不需要另行施胶，也可不再进行涂饰。

浸渍胶膜纸的耐磨性能高于宝丽纸、华丽纸和PU纸，同时相对于涂料、PVC膜等其他表面装饰材料，操作工艺相对简单、有机挥发物（volatile organic compounds，VOCs）释放量少、表面性能较好、花纹美观、价格便宜，具有耐高温和耐污染腐蚀等优点，是主要的板式家具装饰材料^[7]。

随着数码印刷技术的不断发展，性能优良的数码打印装饰纸的出现是高端化和个性化的必然需求。传统的装饰原纸在印刷木纹等花色并浸渍树脂后，可作为贴面装饰材料，存在色彩不鲜艳、层次感不强、图像单一等缺点。数码打印装饰纸是以实现装饰纸个性化为目的，同时解决快速、小批量生产要求的产品，已有多家公司研发并生产出色彩鲜艳饱满、遮盖性能良好、耐光色牢度等级高、透气性好的数码打印装饰纸^[2]。2013年，德国夏特装饰材料公司（Schattdecor AG）和德国帕丽丝数码印刷设备公司（PadaLuma Ink-Jet Solutions GmbH，简称Palis）开始合作研究装饰纸工业化数码印刷，其推出的集成工业4.0技术的数码印刷设备中，单机分布了80多个水冷喷头，具备4~6色喷墨，每秒可喷射出255亿个墨滴到纸面上，在分辨率高达1 200 dpi的条件下，每秒可处理高达6 Gb的颜色数据，同时结合网络公共管理系统可快速响应下游客户的需求^[8]。此外，将数码印刷与高分子聚合物光固化技术结合，还可以呈现出立体的浮雕效果，进一步提升表面装饰效果。德国Hymen公司研制的Saturn型数码印刷线采用了一种创新的数字化印刷方式，使产品呈现出独特的立体效果^[2]。

数码打印及数码印刷技术目前未得到广泛应用，主要原因有：1）成本较高，一次性资金投入较大，Single-Pass高速设备投入一般需要上千万元，同时，生产所需原纸价格是普通装饰纸的4倍以上，油墨价格是普通装饰纸印刷油墨的10倍以上；2）素材采集和产品设计难度高，需要高技术人才，并建立新的工作流程；3）后期服务难度较大。

由于油墨对纸张的适应性是影响当前数码打印应用的主要问题之一，故数码打印应用在纸基饰面材料有以下发展趋势：1）油墨的高品质化。为使纸基饰面材料呈现出更高的分辨率和还原效果，应提高油墨的品质，如染料和水性颜料的高分散色浆研磨技术等；2）对基材的普遍适应性。单一类型的油墨很难适用于不同类型纸基饰面材料，特别在饰面材料表面吸收性较差时的适应性差。因此，增强油墨对不同材料的适应性是未来发展趋势之一；3）水性乳液型油墨的开发。为适应环保要求，研发对人体无害、环境友好的水性乳液型油墨也是一个重要的发展方向；4）打印油墨的功能化。将打印油墨与耐老化、阻燃、防霉、防静电等功能型材料复配，在不影响打印效果的同时提高饰面材料的功能性，也是未来的重要发展方向。数码打印在饰面材料中的应用有望进一步融合和发展，目前应着眼于降低核心材料成本、培养人才和积累素材设计库，并建立良好有效的商业模式。

电子束（electron beam，EB）是指具有一定能量（运动的）电子在空间聚集在一起，沿着同一方向运动的电子流^[8]。利用电子束使液态材料变成固态材料，发生聚合并最终固化的过程称为电子束固化。EB固化具有较强的穿透力，能够达到100 μm的深度，同时能够提供足够强的电子浓度，在较短时间使预聚体产生交联。采用EB固化不会因光引发剂残留及分解产物的迁移和挥发而产生难闻的气味，并且能够提高涂层与基材的化学结构稳定性。因此，EB固化技术是一项高效、无污染、节能的加工技术，在涂料、油墨、胶黏剂和复合材料等产业中广泛应用。日本以EB固化技术为出发点研究EB固化涂膜技术，开发了多种功能性建筑内外装用装饰产品。

EB固化涂料再饰面技术是指将EB树脂均匀涂布在装饰纸表面，经过EB照射固化。与其他涂饰固化技术相比，EB涂饰固化技术更节省能源、无溶剂挥发、不污染环境，有加工速度快^[9]、产量高等优点。经过EB照射后，涂料的交联密度较高，因此EB固化涂料再饰面产品有三大特点：1）易清洁，抗污性能优异；2）耐用，耐候性能优异；3）健康环保，无甲醛、苯等挥发性有害物质。

目前EB固化技术在纸基饰面材料的应用相对较少，主要原因有三点：1）设备成本较高，一般进口设备价格在1 000万左右；2）EB固化时需要以惰性气体保护，防止氧气的阻聚作用；3）传统光固化涂料用汞灯固化，波长选择范围覆盖了紫外线UVA（波长320~400 nm）、UVB（波长275~320 nm）、UVC（波长200~275 nm）波段，树脂和光引发剂的选择范围较大，而采用EB固化涂料需要选择适应的树脂，目前国产树脂还处在开发阶段。

以水性聚氨酯、水性丙烯酸酯等有机乳液型化合物作为浸渍胶黏剂，替代传统三聚氰胺-甲醛树脂，是近年来的研究热点^[10]。这类树脂的结构和性能可调，具有成膜性良好、覆盖力较强等优点。技术难点是树脂对纸层的渗透问题。只有浸渍树脂充分渗透纸张，在热压固化之后才能够提供足够的Z向强度；若树脂只覆盖在纸张表面，容易导致纸张Z向破坏，表面结合强度较低。

相比传统的脲醛树脂或三聚氰胺-甲醛树脂，无醛浸渍纸需要采用多级结构：一浸树脂、背涂树脂和面涂树脂^[10]。一浸树脂需要对纸张有优良的渗透性，可快速进入纸层内部填充缝隙，同时在加热后交联固化，赋予纸张一定的强度；背涂树脂则需具有较好的粘附力，能够与人造板基材产生较强的结合力；面涂树脂则需要具有一定的硬度，能提供耐磨、耐划、耐污染腐蚀等功能。

目前，已有研究团队基本实现了浸渍纸的无醛化生产，能基本满足饰面人造板表面性能的要求，具有良好的柔韧性，但耐划痕、耐香烟灼烧性能还有待进一步提高^[11]。此外，水性聚氨酯、水性丙烯酸酯类化合物相比三聚氰胺-甲醛树脂市场价较高，进一步开发低成本、高性能的无醛浸渍胶膜纸将是未来的发展方向。