Спосіб виготовлення декорованого листа і його застосування

Реферат: Декоровані листи на основі целюлозних нетканих матеріалів, таких як папір, для виробництва декорованих ламінатів просочують синтетичними смолами. Отже, їх розміри змінюються, вони стають крихкими і втрачають водостійкість в ламінаті. У способі за винаходом надрукований або ненадрукували нетканий матеріал просочують водною дисперсією полімеру, зшивають за допомогою УФ-випромінювання, сушать і, опційно, друкують, а на завершення, опромінюють УФ-випромінюванням. Отримані таким чином декоровані листи є водостійкими в ламінаті і можуть бути намотані на відповідний пристрій і відправлені на зберігання після кожної операції способу. UA 110890 C2 (12) UA 110890 C2 UA 110890 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід відноситься до способу виготовлення декорованого листа, який застосовується у виробництві декоративних ламінатів разом з іншими шарами, наприклад несучими шарами, виготовленими з дерева, матеріалів на основі деревини, пластмас, а також як покриття або захисні шари. Такі декоративні ламінати використовуються, наприклад, у якості стінових або підлогових покриттів, а також у виробництві меблів. Винахід також відноситься до застосування декорованого листа у виробництві декоративного ламінату. У таких ламінатах декор може імітувати інші матеріали, наприклад, дерево, кераміку, природний або штучний камінь, або реалізовувати художні чи практичні задачі. Зазвичай, декор захищено від зносу в більшій чи меншій мірі прозорим дуропластичним шаром. Крім того, поширеним є забезпечення поверхні покривного шару структурою, яка знаходиться в просторовому відношенні до декору, імітує структуру поверхні імітованого матеріалу і відома як синхронна пора. Декорування, зазвичай, реалізується через надрукований папір або папір, забезпечений візерунком якимсь іншим способом, або через інший целюлозний нетканий матеріал, який просочений отверджувальним лаком або синтетичною смолою і розташований між несучим шаром і зовнішнім покривним шаром, що уповільнює знос. Зазвичай виробництво просоченого декоративного паперу вимагає виконання окремих виробничих операцій друкування і просочування, які, як правило, здійснюються на підприємствах, розташованих за межами фактичного виробництва ламінату, і пов'язані зі значними фінансовими витратами. Крім того, необхідно, щоб просочувальний матеріал декоративного паперу був сумісний з лаком або синтетичною смолою покривного шару, притому, що, зокрема, його не слід очікувати ані в лаку, ані в синтетичній смолі, що з ним контактують. Ще однією проблемою, пов'язаною з указаною вище технологією, є те, що при просоченні розміри декоративного паперу зазнають змін, і це доводиться враховувати при подальшому веденні процесу, коли має бути збережене просторове співвідношення між декором і поверхневою структурою (синхронна пора). Це особливо важко при частих змінах продукту. Види декоративного паперу, просоченого амінопластом, також чутливі до води, яка проникає в ламінат в обхід покривного шару від переднього краю. Для застосування в приміщеннях з високою вологістю такі елементи ламінату повинні бути ізольовані, зокрема, з метою захисту від проникнення води в зонах бокових країв. І, нарешті, через просочення, декоративний папір часто втрачає свою еластичність і далі не може бути скручений у рулон, а через те має знаходитися у робочому процесі у вигляді листів, які розрізають до розміру несучого шару. Документ DE 17 04 598 описує спосіб безперервного виробництва армованих волокном пластикових листів, при якому неткані матеріали просочуються синтетичною смолою, що включає перехресно самозшиті групи, і згодом піддаються термообробці і обробці тиском. Документ DE 101 34302 C1 розкриває спосіб отримання препрегу для виробництва декоративних ламінатів, в якому термоотверджувальну смолу наносять на не покритий папір, а препрег доводять до залишкової вологості, що становить, приблизно, 3 %, при цьому смола залишається не зшитою. Публікація WO 2010/089 086 А1 описує спосіб отримання декоративного паперу, який характеризується тим, що папір друкують (піддають тисненню), а потім на нього наносять дисперсію аліфатичного аніонного поліуретану, який містить полікарбонат. Після цього папір просочують амінопластичною смолою. Ця операція призначена для економії просочувальної смоли, зниження інтенсивності збільшення об'єму паперу при просочуванні амінопластичною смолою і для підвищення світлостійкості декоративного паперу. Технічною задачею даного винаходу є створення способу через виготовлення декорованого листа з целюлозного нетканого матеріалу, який забезпечує повне і водостійке просочення целюлози і який може бути реалізований із застосуванням більш простої технології, в порівнянні з попереднім рівнем техніки. Дана технічна задача вирішується за допомогою способу, що відповідає незалежному пункту формули винаходу. Було виявлено, що, застосовуючи як просочувальну речовину водну дисперсію полімеру, зшиваного УФ-випромінюванням, висушуючи просочення і отверджуючи полімер зшиванням за допомогою УФ-випромінювання, декорований лист може бути отриманий простим способом, який не тягне за собою ніяких розмірних змін, у порівнянні з вихідним целюлозним нетканим матеріалом, при цьому він сумісний зі смолами, зокрема, з амінопластами смол декоративного ламінату, застосовуваними в інших шарах, наприклад, в покривних шарах, забезпечує надійне з'єднання і є повністю водонепроникним. Нетканий матеріал з целюлозних волокон, застосовуваний відповідно до винаходу, крім незначної кількості сполучної речовини (що не є обов'язковою умовою) для стабілізації 1 UA 110890 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 нетканого матеріалу, переважно, не містить додаткових просочувальних речовин. Його вага на 2 одиницю площі, як правило, становить від 50 до 200 г/м . Найбільш переважним нетканим матеріалом є папір. Переважний діапазон ваги на одиницю площі паперу становить від 70 до 2 100 г/м . Відповідно, можуть застосовуватися різновиди друкованого паперу-основи, відомі з рівня техніки, що має відношення до декорованих поверхонь. В основному, вони не є просоченими і можуть бути пофарбовані, крім того, вони можуть містити пігментні речовини, що спричинює можливе нівелювання кольору і структури необробленого несучого матеріалу. Відповідно до способу за винаходом, нетканий матеріал, виготовлений з целюлозних волокон, може бути просочений в надрукованому або не надрукуваному стані. У першому випадку зшивний полімер зшивають і отверджують УФ-випромінюванням після просочування і сушки. У другому випадку перед опроміненням декор повинен бути надрукований на просоченому і висушеному нетканому матеріалі. Однією з переваг другого прикладу здійснення винаходу є те, що для друкування декору потрібно до 50 % менше фарби, ніж для друкування не просоченого нетканого матеріалу. Це може бути пов'язано з тим, що вся фарба залишається на поверхні просоченого нетканого матеріалу і не вбирається всередину нетканого матеріалу, де її не видно. Ще однією перевагою друкування на просоченому і висушеному, але не підданому опроміненню, нетканому матеріалі є отримання більш чіткого і відточеного надрукованого зображення. Мабуть, в даному випадку фарба має меншу тенденцію до підсочування, ніж при друку на необробленому папері. Полімер, зшиваний за допомогою УФ-випромінювання, що застосовується у способі за даним винаходом, присутній у вигляді водної дисперсії, яка, опційно, може містити в якості диспергенту відповідні поверхнево-активні речовини. В якості полімеру може бути застосований співполімер, що містить зшивні співмономери, наприклад, етилен-ненасичені сполуки, такі як акрилати і метакрилати, які навіть після полімеризації мають етилен-ненасичені групи, наприклад, складні ефіри акрилової кислоти багатоатомних спиртів. Переважно, зшиваний полімер, на додаток до етилен-ненасичених співмономерів, включає уретанові блоки, які відомим способом можуть бути утворені з діізоціанатів і діолів. Особливо прийнятними є аніонні дисперсії. Крім того, переважними є полімери, які, на додаток до зшиваного співмономеру і уретанових блоків, містять блоки складних ефірів. Полімер може бути присутнім у вигляді блокспівполімеру. Наприклад, поліефірні блоки можуть бути включені до співполімеру з переважним застосуванням як діолу аліфатичного поліефірного діолу. Водна дисперсія полімеру, зшиваного за допомогою УФ-випромінювання та застосовуваного відповідно до винаходу, переважно, має вміст твердих речовин, що становить, принаймні, 35 відсотків за вагою. Дисперсія може додатково містити допоміжні речовини, наприклад, антипіноутворювачі та загусники. Переважним поверхневим покриттям з полімерної дисперсії є 2 2 покриття, яке в сухому стані має поверхневу щільність 10-40 г/м , більш переважно, 10-20 г/м полімеру. В принципі, чим вище маса в грамах (граматура) і більше об'єм пори целюлозного нетканого матеріалу, тим вище показник поверхневої щільності полімеру. Просочування нетканого матеріалу може здійснюватися відомими способами, наприклад, зануренням нетканого матеріалу в полімерну дисперсію. Проте, кращими є дозуючі способи, які дозволяють чітко контролювати поверхневу щільність, наприклад, нанесення покриття валиком або поливом. При нанесенні покриття валиком просочувальна речовина, переважно, вдавлюється в нетканий матеріал за допомогою валика протитиску. Можливе також застосування методу ракельного ножа, наприклад, в машинах для нанесення покриттів на папір. Кращим є спосіб нанесення покриття валиком із застосуванням роликів, виконаних з нержавіючої сталі або твердої резини. При просочуванні в'язкість полімерної дисперсії може бути збільшена за рахунок застосування відповідних загусників, наприклад, композицій на основі поліуретану. Після просочування нетканого матеріалу водне дисперсійне середовище видаляють шляхом сушки. Сушка може бути реалізована за допомогою фізичних засобів, таких як інфрачервоне випромінення, нагріте повітря, наприклад, в повітряних циркуляційних або соплових сушарках, мікрохвилі, валики з підігрівом, або за допомогою поєднання зазначених засобів. Переважним є ситуація, коли плівкоутворююча температура диспергованого полімеру перевищена, оскільки, в результаті цього, поліпшується водонепроникність просоченого нетканого матеріалу. На додаток до самої води, опційно, можуть бути присутні допоміжні полярні дисперсійні речовини, наприклад, спирти, які належать до водного дисперсійного середовища, що видаляється під час сушки. Зокрема, перевагою способу за даним винаходом є те, що просочений целюлозний нетканий матеріал є еластичним і не липким у сухому стані, завдяки чому він може легко 2 UA 110890 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 намотуватися, без проблем зберігається і транспортується для подальшого застосування. За необхідності, целюлозний нетканий матеріал може бути розрізаний на будь-якому етапі здійснення способу за даним винаходом, наприклад, для того, щоб адаптувати його до ширини просочувального або друкувального пристрою або до розмірів несучої плити, призначеної для виготовлення декоративного ламінату. У разі коли нетканий матеріал ще не був надрукований до початку процесу просочення, відповідно до винаходу, цю операцію здійснюють після процесу просочення, але перед зшиванням за допомогою УФ-випромінювання. Було виявлено, що адгезія друкувальних фарб є незадовільною після опромінення. Як друкувальні способи, перш за все, мають на увазі офсетний друк, флексографічний друк та цифрові методи друку, такі як струменевий, трансферний або лазерний друк. При цьому, зокрема, особливо переважним є процес цифрового друку, оскільки для його здійснення немає необхідності у застосовуванні операцій зі збірною друкованою формою, зразок (шаблон) якої неодноразово повторюється. Через ці повторення імітація природних матеріалів, таких як дерево, як правило, тільки погіршується. Безумовно, неефективно змінювати друковану форму після кожного відбитку, щоб уникнути повторення зображення. Однак, при цифровому друку в пам'яті (в запасі) зберегти велику кількість різних зразків у цифровому форматі без змін між наладками, час на які за інших технологій витрачається на переналаштування друкованої форми. Такої ж переваги може бути досягнуто в процесі виробництва при заміні матеріалу, що підлягає імітації, наприклад, якщо має бути вибраний інший деревний матеріал. Ще однією перевагою цифрових друкарських технологій є те, що вони, зазвичай, здійснюються безконтактним способом. Це дозволяє уникнути ситуації, при якій поверхня целюлозного нетканого матеріалу, вже просоченого і висушеного, але ще не опроміненого УФвипромінюванням, пошкоджена. Як друкувальні процеси, мають на увазі, наприклад, процеси струменевого друку із застосуванням фіксованої або рухомої друкованої головки, процеси лазерного друку, наприклад, із застосуванням монохромних або кольорових порошкових тонерів і процеси із застосуванням теплових трансферів. Застосування отверджувальних випромінюванням друкарських фарб є переважним, оскільки при УФ-випромінюванні, що так чи інакше є необхідним для оцінки просочення, в нетканих матеріалах реалізується міцне з'єднання друкарських фарб з просочувальною речовиною. Проте, у відповідності з винаходом, можливе застосування інших друкарських фарб, наприклад, водних фарб або фарб на основі розчинників. Для того щоб створити спеціальні візуальні ефекти, декор можна також надрукувати за два етапи, тобто до і після процесу просочення. Це може принести позитивний ефект, наприклад, у разі застосування металево світловідбиваючих або переливчастих друкарських фарб. Даний винахід також відноситься до застосування декорованого листа за даним винаходом у способі виготовлення декоративного ламінату. Такий спосіб включає, щонайменше, операції, при яких: - приєднують декорований лист до несучої плити; і - закріплюють покривний шар на декорованому листі. Для виготовлення несучої плити може бути застосований будь-який прийнятний матеріал, наприклад, деревина, матеріали, виготовлені на основі деревини, наприклад, деревостружкові плити (ДСП) і деревоволокнисті плити (ДВП), фанера, листи з термореактивних і термопластичних матеріалів, листи з біоволокнистих матеріалів, таких як конопляні волокна, целюлозні волокна (папір, картон і т.п.) або солома, керамічні матеріали, такі як обпалена глина, бетон, гіпс і композити, що складаються з двох або більше зазначених вище матеріалів, такі як гіпсокартон або пластмаси, армовані волокном. У несучих плитах з яскраво вираженими дефектами поверхні може виявитися необхідним застосування шару ґрунтовки для згладжування таких недоліків перед установкою декорованого листа. Для закріплення декорованого листа на несучій плиті, переважно, використовують адгезивну речовину або клей. Приклади включають клеї гарячого розплаву, дисперсійні клеї, двокомпонентні клеї, мочевиноформальдегідний клей, опційно, з затверджувачем. Там, де це необхідно або вигідно, ефективність адгезивної речовини або клею може бути підвищена шляхом прикладання тиску та / або застосування тепла. Покривний шар для захисту декору наноситься на декорований лист, приєднаний до несучої плити. Для цієї мети підходять всі матеріали і способи, відомі з існуючого рівня техніки, в даній галузі. Наприклад, може бути застосований так званий оверлей, який, зазвичай, складається з целюлозного нетканого матеріалу, просоченого такою синтетичною смолою, як амінопласт. Крім того, може бути застосований покривний шар, який не містить целюлози, наприклад, шар, 3 UA 110890 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 виготовлений нанесенням і сушкою на декоративному шарові водного розчину амінопластів або попередника амінопластів. Крім того, на декорований лист можна нанести порошок синтетичної смоли або попередника смоли і сформувати безперервний шар, щонайменше, частковим плавленням. Покривний шар може бути також виготовлений з лаків, отверджуваних випроміненням. В цьому випадку, кінцева твердість покривного шару може бути досягнута шляхом опромінювання. В покривний шар можуть бути інкорпоровані компоненти, що знижують інтенсивність зносу, наприклад, тверді частинки корунду, карбіду кремнію, скла тощо. Переважно, покривний шар складається з амінопластичної смоли або її попередника, наприклад, олігомера аміно і альдегідної сполуки, наприклад, меламіну і формальдегіду, відповідно. Щоб отримати кінцеву твердість, даний матеріал ще має бути підданий тепловій обробці, яка, переважно, здійснюється під тиском. З цією метою, переважно, весь штабель шарів, що містить несучу плиту, декорований лист, покривний шар, піддається дії тиску та/чи нагрівання. Це може бути виконано, наприклад, на так званому пресі короткого циклу або навіть на двосмуговому пресі безперервної дії. До або під час операції прикладання тиску, наприклад, за допомогою придатної для тиснення плити, структура поверхні, наприклад, для імітації пор дерева, може бути виконана методом тиснення в поверхні покривного шару. Перевагою способу відповідно до винаходу є те, що розміри декорованого листа при друкуванні з декором до початку операції просочення не зазнають змін через просочення і сушку, в результаті чого друкований декор зберігає свою локальну сумісність зі структурою поверхні. Далі представлений приклад здійснення способу відповідно до винаходу. 2 Паперове полотно, що має вагу на одиницю площі 80 г/м , пропускають через пару роликів, при цьому кожен з двох роликів покритий за допомогою ракельного пристрою дисперсією 2 уретанакрилового лаку - співполімеру ефіру з розрахунку 20 г/м дисперсії, що має 50 мас. % твердих частинок. При контакті з папером дисперсія вдавлюється в папір. Після завершення процесу нанесення покриття паперове полотно пропускають через сушарку, в якій полотно піддають інфрачервоному опроміненню і вентилюють. Після виходу з сушарки полотно пропускають через друкувальний пристрій, в якому чотириколірний декор друкують на одній стороні полотна із застосуванням технології цифрового струменевого друку. Після цього полотно піддають УФ-випроміненню з обох сторін. Отриманий зазначеним способом декорований лист є водонепроникним і може бути намотаний на відповідний пристрій та відправлений на зберігання. Як альтернатива, він може бути відразу ж в безперервному режимі наклеєний на деревоволокнисту плиту високої щільності (HDF) із застосуванням мочевиноформальдегідного клею. Навіть в такому стані, проміжний продукт, тобто несуча плита з приєднаним до неї декорованим листом, опційно, може бути відправлена на зберігання, з метою застосування в майбутньому. На завершення процесу виготовлення декоративного ламінату, в даному випадку, водний розчин попередника меламінформальдегідної смоли наносять на декоровану поверхню, сушать і піддають тисненню в пресі короткого циклу при температурі близько 170 °С протягом 20 секунд. Таким чином, за допомогою плити для тиснення, декор, сумісний з пористою структурою, виявляється набитим на поверхні виробу методом тиснення. Якщо просочування застосовується відносно надрукованого декоративного паперу, процес друку опускається, а інші операції способу виконуються без змін. Більш докладно винахід розкрито в описі двох характерних прикладів здійснення, ілюстрованих за допомогою доданих схем, де: на фіг. 1 показаний перший приклад здійснення способу за винаходом з не надрукованим целюлозним нетканим матеріалом; і на фіг. 2 показаний другий приклад здійснення способу за винаходом із надрукованим декоративним папером. На фіг. 1 показані послідовні операції при здійсненні першого характерного прикладу здійснення способу за винаходом. У даному випадку підкреслені терміни визначають переважну операцію, застосування якої надає винаходу особливої ефективності. Целюлозний нетканий матеріал, яким може бути, наприклад, не надрукований папір, а, зокрема, друкувальний папіроснова, спочатку просочують просочувальною речовиною згідно винаходу. Після цього просочений целюлозний нетканий матеріал сушать. Нетканий матеріал може бути намотаний на відповідний пристрій і відправлений на зберігання в такому або в уже надрукованому вигляді. Однак, переважно, його наклеюють на несучу плиту і друкують на ньому декоративний малюнок, переважно, методом цифрового друку. За цією операцією слідує процес УФвипромінення, який триває доти, доки просочування достатньо не затвердіє. Потім покривний шар, наприклад, оверлей (захисний шар, просочений матеріалом покривного шару), розчин попередника смоли або, як необов'язковий компонент, фарба, отверджувана випромінюванням, 4 UA 110890 C2 5 10 15 20 25 можуть бути нанесені на декоративний малюнок. І нарешті, покривний шар зв'язують з несучою плитою і декоративним шаром на нагрітому пресі під дією тиску та/або тепла, при цьому, опційно, структура поверхні піддається обробці тисненням на поверхні покривного шару за допомогою структурованої пресової плити. У цій переважній методиці одна технологічна операція може відразу ж слідувати за іншою, забезпечуючи непереривність процесу обробки, що дозволяє досягти значних економічних переваг при виготовленні великих партій виробів. З іншого боку, просочений і висушений целюлозний нетканий матеріал може бути намотаний і відправлений на проміжне зберігання до того, як він буде надрукований, опромінений УФвипромінюванням, зв'язаний з поверхнею несучої плити, покривний шар буде опційно нанесений, а шарувата структура сполуки піддана дії тиску і тисненню. При цьому перевагою є те, що навіть після процесу друкування і УФ-випромінення матеріал декору все ще може бути намотаний і відправлений на зберігання. Це полегшує, наприклад, виготовлення невеликих партій виробів з частими замінами в номенклатурі продукції. Крім того, можна перервати процес виробництва після зв'язування декоративного шару з несучою плитою і зберігати проміжний продукт. На фіг. 2 показаний другий характерний приклад здійснення способу за даним винаходом. У даному прикладі вихідною операцією здійснення способу є обробка вже надрукованого декоративного паперу. Спочатку надрукований декоративний папір просочують композицією відповідно до винаходу, сушать і піддають УФ-випроміненню. Далі, переважно (підкреслені назви технологічних операцій способу), його намотують на відповідний пристрій і відправляють на проміжне зберігання для подальшого використання. Тим не менш, він також може бути негайно або після проміжного зберігання зв'язаний з несучою плитою, і також може бути нанесений покривний шар, відповідно до описаної вище технології. Отриманий штабель шарів, в свою чергу, може бути оброблений тиском та / або теплом, причому, опційно, на поверхні виробу можливе тиснення рельєфної структури. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 50 55 1. Застосування декорованого листа у способі виготовлення декоративного ламінату, що включає операції: - закріплення декорованого листа на несучій плиті; і - нанесення покривного шару на декорований лист, причому декорований лист виготовлений способом, при якому: - забезпечують наявність ненадрукованого або надрукованого нетканого матеріалу з целюлозних волокон; - просочують нетканий матеріал водною дисперсією полімеру, зшиваного УФ-випромінюванням; - видаляють водне дисперсне середовище з просоченого нетканого матеріалу методом сушіння; - друкують декор з одного боку висушеного просоченого нетканого матеріалу, якщо він не був надрукований; і - отверджують полімер в нетканому матеріалі методом зшивання УФ-випромінюванням. 2. Застосування за п. 1, яке відрізняється тим, що полімером, зшиваним УФ-випромінюванням, є співполімер, що включає принаймні уретан і етиленненасичені блоки. 3. Застосування за п. 2, яке відрізняється тим, що полімер, зшиваний УФ-випромінюванням, додатково включає ефірні блоки. 4. Застосування за будь-яким одним з попередніх пунктів, яке відрізняється тим, що надрукований або ненадрукований папір застосовують як нетканий матеріал. 5. Застосування за будь-яким одним з попередніх пунктів, яке відрізняється тим, що водна дисперсія має вміст твердих частинок, що становить принаймні 37 % за вагою. 6. Застосування за будь-яким одним з попередніх пунктів, яке відрізняється тим, що процес сушіння здійснюють інфрачервоним випромінюванням, нагрітим повітрям, мікрохвилями та/або нагрітими роликами. 7. Застосування за будь-яким одним з попередніх пунктів, яке відрізняється тим, що процес друкування здійснюють офсетним друком, флексографічним друком та/або цифровим друком. 8. Застосування за п. 7, яке відрізняється тим, що процес друкування здійснюють струминним, трансферним або лазерним друкувальним способом. 9. Застосування за будь-яким з пп. 1-8, яке відрізняється тим, що після нанесення покривного шару штабель шарів піддають тиску та/або нагрівають, та/або піддають тисненню поверхню покривного шару. 5 UA 110890 C2 6 UA 110890 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7