СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ СТРУКТУРНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, В ЧАСТНОСТИ НА ДРЕВЕСНЫХ ПЛИТАХ
METHOD FOR FORMING THREE-DIMENSIONAL STRUCTURAL SURFACES, IN PARTICULAR, ON WOOD-BASED PANELS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу формирования трехмерных структурных поверхностей на основе пропитанных синтетической смолой материалов, нанесенных на поверхность, в частности, древесных плит.
Уровень техники
Декоративная бумага, используемая для покрытия поверхности древесных плит, например, древесностружечных плит, древесноволокнистых плит (ДВП), ДВП высокой плотности, ДВП средней плотности, фенолсодержащих сэндвич-панелей и т.д., которые используются при изготовлении мебели, дверей, напольных или стеновых покрытий и других подобных продуктов, как правило, состоит из целлюлозных волокон и наполнителей. При этом она имеет соответствующий вес, гладкость, впитывающую способность и прочность. Декоративная бумага печатается на специальных машинах. Одной из таких машин является многоцветная ротационная машина глубокой печати. Такая машина содержит разматывающее устройство для разматывания рулона декоративной бумаги, предназначенной для печати. Скорость и натяжение размотанного бумажного полотна задается устройством подачи, подающего бумагу в, по меньшей мере, одну печатную секцию, основным элементом которой является печатная форма для глубокой печати, например, формный цилиндр для глубокой печати. Скорость перемещения бумаги и частота вращения цилиндра синхронизированы для оптимального нанесения печатной краски на бумагу. Краска переносится с цилиндра на бумагу в зоне контакта между бумагой и эластичным печатным валиком, так называемым прижимом, прижимающим бумагу к цилиндру. Краска выбранного цвета подается из резервуара в поддон для краски, расположенный под цилиндром. В поддоне для краски имеется эластичный окрасочный валик, который находится в постоянном контакте с цилиндром, обеспечивая нанесение печатной краски на его вращающуюся поверхность. Избыток печатной краски снимается с поверхности печатного цилиндра с помощью ракельного ножа. После прохода ножа печатная краска остается только внутри выгравированных ячеек, образующих основной элемент печатного цилиндра и имеющих вид микроскопических ячеек разных размеров с краской, апертура которых находится на линии зоны контакта между поверхностью цилиндра и бумагой. Ячейки с краской образуют поверхность сетчатого трафарета с определенным рисунком. Силой адгезии краска переносится из ячеек на бумагу. В результате этого рисунок, предварительно выполненный на поверхности цилиндра, переносится на декоративную бумагу. Бумагу с рисунком, напечатанным в печатной секции, подвергают сушке в сушильной камере печатной секции, то есть в объеме, где горячий воздух обдувает поверхность. Надлежащее высушивающее воздействие обеспечивается соответствующим образом выбранной температурой воздуха и его количеством в сушильной камере, соответствующим скорости перемещения бумажного полотна. В зависимости от сложности рисунка, как в отношении цвета, так и в отношении структуры, используется несколько последовательно расположенных печатных секций печатной машины. В машине с несколькими печатными секциями полотно направляется из сушильной камеры первой секции к следующей секции, где оно подвергается аналогичному процессу печати и сушки, а далее таким же образом попадает в последующие печатные секции. После финишной печати бумажное полотно извлекается из печатной машины разгрузочным устройством и, наконец, сматывается в рулон в сматывающем устройстве. Отдельные элементы машины обеспечивают как соответствующее натяжение перемещающегося бумажного полотна по всей установке, так и подгонку рисунков, наносимых в отдельных печатных секциях, создавая рисунок финишного отпечатка на бумаге.
После завершения печати декоративная бумага, смотанная в рулон, готова к пропитке. Пропитка представляет собой процесс насыщения декоративной бумаги смолой, выполняемый на линиях пропитки. В разматывающем устройстве линии пропитки бумажное полотно разматывается из рулона и направляется в ванну с пропиточным составом. Наиболее часто используемые пропиточные составы содержат аминопластовые и дуропластовые синтетические смолы и, в частности, меламиновые и/или карбамидные смолы. Бумажное полотно полностью погружается в жидкую смолу или смола наносится на бумагу с помощью дозирующих устройств. После нанесения смолы на бумагу все полотно подвергается термической сушке, чаще всего с использованием нагнетателей горячего воздуха. Процесс пропитки может проводиться один или два раза. После завершения процесса пропитки пропитанное и высушенное бумажное полотно разрезается на листы или сматывается в рулоны. В результате такого процесса получается пропитанная декоративная бумага, называемая импрегнатом.
Из предшествующего уровня техники известны два вида структурных трехмерных поверхностей, а именно - синхронные и асинхронные.
Синхронная поверхность представляет собой поверхность, в которой трехмерная структура на финишной поверхности плиты точно отражает отдельные элементы рисунка, напечатанного на декоративной бумаге. Асинхронная поверхность представляет собой поверхность, где трехмерная структура на финишной поверхности плиты образует рисунок, отличный от рисунка, напечатанного на декоративной бумаге. В обоих случаях трехмерные структуры создаются в слое синтетических смол, используемых для пропитки декоративной бумаги, и они являются точным отражением рабочей поверхности пресс-формы. В случае трехмерных синхронных структур пресс-форма выполняется на основе данных, полученных от изготовителя печатных цилиндров, используемых для нанесения рисунка на декоративную бумагу. Такие данные включают в себя, например, данные о рисунке в цифровом формате или печатный лист бумаги с определенным рисунком. Производители пресс-формы и печатных цилиндров используют одинаковые данные.
Если требуется создать на плите трехмерную синхронную поверхность, то отпечатанная и пропитанная декоративная бумага отрезается таким образом, чтобы нанесенный на нее рисунок совпадал с рисунком рабочей поверхности пресс-формы. Отрезанный лист помещается в пресс. Позиционирование требует использования сложного и дорогостоящего оборудования, точно размещающего пропитанную декоративную бумагу на плите под пресс-формой для совмещения рисунка, отпечатанного на бумаге, с рисунком рабочей поверхности пресс-формы. После точного совмещения листа с рисунком пресс-формы пропитанный лист напрессовывается на древесную плиту с подходящим давлением, температурой и временем, выбранными таким образом, чтобы получить финишную поверхность с заданными свойствами. Полученная в результате трехмерная синхронная поверхность плиты точно отражает рабочую поверхность пресс-формы.
В случае создания асинхронных структур позиционирование рисунка пропитанного листа относительно пресс-формы не имеет значения.
Известные способы получения различных трехмерных структурных поверхностей на древесных плитах заключаются, преимущественно, в использовании в процессе прессования соответствующей плиты с трехмерной структурой рабочей поверхности, образующей пресс-форму, причем в случае изготовления синхронной структуры поверхности структура поверхности пресс-формы является точным отражением элементов рисунка, напечатанного на декоративной бумаге, тогда как в случае асинхронной поверхности такая синхронизация отсутствует.
В известных способах, используемых на практике, для получения трехмерной поверхности, имеющей надлежащую структуру, требуется каждый раз изготавливать дорогостоящую пресс-форму, соответствующую нужной структуре. Изменение структуры финишной поверхности неизбежно вызывает затраты времени на замену пресс-формы (клише) в прессе, что приводит к простою пресса. В случае синхронной поверхности каждый рисунок декоративной бумаги, наносимой на древесную плиту, требует наличия отдельной пресс-формы. Изменение рисунка влечет за собой увеличенную трудоемкость и высокие затраты. Кроме того, выравнивание импрегната относительно пресс-формы в прессе также дорого и неудобно, поскольку перед прессованием пропитанная декоративная бумага должна точно располагаться на древесной плите и все элементы должны быть точно выровнены и соответствовать пресс-форме в прессе. В противном случае получить синхронную поверхность невозможно.
Раскрытие изобретения
Цель изобретения состоит в реализации улучшенного способа получения трехмерной структурной поверхности древесных плит, в котором структура финишной поверхности после процесса прессования не зависит только от поверхности пресс-формы. Кроме того, целью изобретения является реализация способа, позволяющего избежать трудоемкой и продолжительной подготовки пресс-форм, соответствующих отдельным рисункам декоративной бумаги, наносимой на плиту, и связанных с этим затрат, а также избежать расходов на инвестиции в системы точного позиционирования плит с импрегнатом относительно пресс-формы в прессе при получении трехмерных синхронных поверхностей.
Способ получения трехмерных структурных поверхностей на основе декоративной бумаги, используемой в качестве поверхностного покрытия, в частности, древесных плит, в котором рисунок наносится на декоративную бумагу посредством печати в печатной машине, снабженной, по меньшей мере, одним резервуаром для печатной краски и, по меньшей мере, одним печатным цилиндром, имеющим поверхность с рисунком, образованным выгравированными ячейками, имеющими вид микроскопических ячеек разных размеров с краской, при этом краска из ячеек с краской переносится на перемещающееся бумажное полотно, когда оно находится в контакте с печатным цилиндром, образуя на бумаге рисунок, соответствующий рисунку, образованному ячейками с краской на поверхности печатного цилиндра, после чего декоративная бумага с финишным напечатанным рисунком подвергается сушке в сушильной камере печатной машины и после сушки пропитывается синтетическими смолами, в частности, меламиновыми и/или карбамидными смолами, а затем, после сушки в сушильной камере линии пропитки, напрессовывается прессом на поверхность древесной плиты с помощью пресс-формы, отличающийся тем, что перед пропиткой, на этапе печати рисунка, на декоративную бумагу наносится смесь, состоящая из печатной краски с пигментом или без него, и вспучивающего агента в виде микросфер, представляющих собой инкапсулированные пузырьки газа размером от 2 мкм до 180 мкм, увеличивающие свой объем при повышении температуры, при этом смесь краски и вспучивающего агента содержит от 0,3% до 45% по массе вспучивающего агента, и после выхода из печатной машины и пропитки декоративная бумага с образованным финишным рисунком с кодированной трехмерной структурой напрессовывается на поверхность, в частности, древесной плиты, с использованием пресс-формы с произвольной рабочей поверхностью, при этом максимальная температура в процессе прессования выше максимальной температуры в печатной машине и в линии пропитки.
В предложенном способе финишный рисунок, полученный в печатной машине, образует кодированную трехмерную структуру. После пропитки выполняется прессование с использованием пресс-формы, имеющей любую рабочую поверхность, при этом процесс расширения вспучивающего агента начинается в прессе на начальном этапе прессования, в момент пластификации смолы перед ее окончательным отверждением, а температура в процессе прессования выше, чем температура сушки в сушильных камерах как печатной машины, так и линии пропитки, причем температура при печати и пропитке не может приводить к окончательному расширению микросфер; таким образом, финишная структурная поверхность готового продукта образуется в результате расширения вспучивающего агента.
Способ согласно настоящему изобретению позволяет получить трехмерную синхронную финишную поверхность без необходимости использования соответствующим образом подготовленных структурных пресс-форм, структурные элементы которых точно соответствуют рисунку, напечатанному на декоративной бумаге, и без необходимости использования какой-либо системы точного позиционирования импрегната относительно пресс-формы в прессе.
Используя одну и ту же пресс-форму в прессе, можно получать различные трехмерные структуры финишной поверхности готового продукта, причем структура определяется уже перед пропиткой на этапе печати со вспучивающим агентом.
Осуществление изобретения
Способ согласно варианту осуществления изобретения относится к созданию трехмерной синхронной структурной поверхности на декоративной бумаге, нанесенной на поверхность древесностружечной плиты.
2
Декоративная бумага печатается на четырехцветной ротационной машине глубокой печати. Печатная машина печатает на декоративной бумаге плотностью 70 г/м шириной 1,85 м со скоростью 250 м/мин при температуре сушки в четырех последовательных воздушных камерах, составляющей 130°С, 125°С, 128°С и 100°С, соответственно. Печать выполняется в четырех печатных секциях, каждая из которых снабжена печатным цилиндром, то есть вращающимся цилиндром, переносящим печатную краску на декоративную бумагу в зоне контакта с эластичным печатным валиком, так называемым прижимом. Для печати используются водорастворимые печатные краски различных цветовых оттенков.
2
Во время печати на декоративной бумаге в четвертой печатной секции рисунок печатается смесью печатной краски с 15% вспучивающего агента с использованием специального формного цилиндра с рисунком, совпадающим с отдельными элементами основного рисунка отпечатанного декора. Формный цилиндр наносит на бумагу 3 г/м такой смеси. И наконец, после печати, отпечатанная декоративная бумага сматывается в рулон. Полученный рулон отпечатанной декоративной бумаги готов к пропитке.
2
Процесс пропитки выполняется на линии пропитки со скоростью перемещения бумажного полотна 45 м/мин, где бумага насыщается пропиточным составом, первоначально карбамидной смолой, и подвергается сушке горячим воздухом с максимальной температурой до 135°С. В последующей секции линии пропитки наносится меламиновая смола и высушивается при максимальной температуре 160°С. В результате этого первоначально сконденсированные смолы становятся достаточно сухими, чтобы можно было хранить пропитанную бумагу, разрезанную на листы, размеры которых соответствуют размерам древесностружечных плит, на которые они наносятся. После нанесения на древесностружечную плиту импрегнат отверждается при температуре 200°С и давлении 30 кг/см в быстродействующем прессе, в котором время прессования составляет 18 секунд. Для прессования в прессе используется пресс-форма с гладкой рабочей поверхностью с глянцевостью 35% (при угле падения 60°). В таких условиях синтетическая смола на начальном этапе прессования размягчается перед окончательным отверждением и проникает сквозь бумажную оболочку на слой древесностружечной плиты, покрывая ее поверхность. В этот момент внешняя сторона пропитанной бумаги, находясь в контакте с гладкой поверхностью пресс-формы, точно отражает ее гладкую структуру. Одновременно с этим в прессе под действием температуры активируется вспучивающий агент, использованный при печати декоративной бумаги. Когда синтетическая смола размягчается после превышения температуры активации 160°С, сферы вспучивающего агента быстро увеличиваются в объеме, вызывая локальное изменение гомогенности смолы. Затем следует окончательное отверждение синтетической смолы. Локальное изменение структуры синтетической смолы точно соответствует рисунку печатного цилиндра, использованного для нанесения смеси со вспучивающим агентом в четвертой секции печатной машины. В результате этого на меламиновой поверхности древесностружечной плиты образуется трехмерная синхронная структура, не зависящая от рабочей поверхности пресс-формы.