СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕКОРАТИВНОГО БУМАЖНО-СЛОИСТОГО ПЛАСТИКА
METHOD FOR MANUFACTURING OF DECORATIVE PAPER LAMINATE

Изобретение относится к области производства многослойных композиционных материалов, касается, в частности, технологии изготовления декоративных бумажно-слоистых пластиков, которые используются в производстве мебели, при строительстве, ремонте жилых и производственных помещений, и отделке транспортных средств.
Декоративный бумажно-слоистый пластик (ДБСП) представляет собой листовой материал, полученный методом горячего прессования на прессах специальных видов бумаг, пропитанных синтетическими термореактивными связующими. Из уровня техники известен способ производства ДБСП, включающий пропитку бумаги спиртовыми растворами фенолоформальдегидных смол (ФФС), сушку пропитанной бумаги, ее пакетирование и прессование пакетов при повышенной температуре, давлении и заданной скорости прессования (Плоткин Л.Г., Шалун Г.Б. Декоративные бумажно-слоистые пластики. М., 1968, с.87-92). Известен способ получения ДБСП, включающего подложку с декоративным верхним слоем, сформированным из пропитанного термореактивной смолой листа бумаги с орнаментом, и размещенный сверху декоративного защитный слой, стойкий к истиранию (Л.И.Бараш]. Слоистые пластики, декоративные поверхности, С-Петербург, Химиздат, 2007). Известен также способ изготовления ДБСП в соответствии с авторским свидетельством СССР №50006716. ДБСП получают путем пропитки бумаги водным фенолформальдегидным связующим 45÷55% концентрации, сушки набора пакетов из пропитанных листов бумаги и прессования при повышенной температуре и давлении.
Аналогом, содержащим максимальное количество общих признаков с заявляемым изобретением, является патент РФ №1306999, МКИ В32В 29/00. В данном патенте описан способ изготовления бумажно-слоистого пластика путем прессования на этажных прессах при заданной температуре 135÷140°C и давлении 100 бар пакета, набранного из слоя барьерной бумаги, нескольких слоев силовой бумаги пропитанных водным раствором термореактивной смолы до содержания 30÷40% связующего, декоративной бумаги и покрывающего ее слоя тонкой прозрачной бумаги пропитанной смолой. Последний слой бумаги предназначен для защиты декоративного слоя покрытия от истирания. Долговечность пластика определяется стойкостью поверхности к истиранию с сохранением привлекательности внешнего вида.
Задача, решаемая изобретением, заключается в получении декоративного бумажно-слоистого пластика в процессе непрерывного прессования с высокими показателями глянцевости поверхности с повышенным светопреломлением, увеличенной стойкостью к истиранию, к воздействию воды и химических реагентов.
Сущность изобретения состоит в том, что предложен способ изготовления декоративного бумажно-слоистого пластика путем непрерывного прессования пакета, набранного из слоя барьерной бумаги, слоев силовой бумаги пропитанных смолой, промежуточного слоя бумаги с повышенным содержанием смолы - 60÷75%, декоративного слоя из непропитанной смолой бумаги с декоративным рисунком и покрытием из ранее отвержденной смолы только с одной стороны при давлении 15÷35 бар, температуре 170÷200°C, скорости прессования 4÷20 м/мин и выполнения последующих завершающих операций, включающих охлаждение и обрезку кромок.
Из уровня техники известны отделочный материал, у которого декоративный слой выполнен из непропитанной смолой бумаги с декоративным рисунком и покрытием из акриловой смолы отвержденной ранее, например, электронным лучем (Л.И.Бараш. «Слоистые пластики, декоративные поверхности», стр.186, С-Петербург, Химиздат, 2007). Такой материал в технической литературе носит условное название «Elesgo», в нем акриловая смола затвердевает под действием электронного луча определенного спектра без разогрева до высоких температур и давления. При затвердевании не происходит выброса вредных газов в атмосферу или в воду. «Elesgo» обеспечивает высокую поверхностную прочность и износоустойчивость. Оптические характеристики поверхности без малейших потерь представляют цвета и нюансы поверхности, вплоть до тончайших разветвлений структуры дерева. Отвержденная акриловая смола имеет более высокий коэффициент светопреломления, чем отвержденная под действием температуры и давления меламиновая смола. Такое покрытие гигиенично, легко очищается, антистатично (не притягивает пыль), устойчиво к действию высокой температуры (к теплу горящей сигареты), невосприимчиво к пятнам и воздействию химикатов. Покрытие устойчиво к действию ультрафиолетовых лучей (не выгорает на солнце).
Однако во всех существующих до настоящего времени технологиях «Elesgo» закрепляли, например, на древесно-стружечной плите с помощью клея и прессования на этажных прессах. То есть декоративно-защитным материал имел толщину порядка 0,1 - мм и в случае повреждения (прорыва) акрилового слоя защитные свойства утрачивались.
В предлагаемом методе на основе бумаги «Elesgo» изготавливается гораздо более прочный материал - пластик, поверхность которого при этом обладает всеми достоинствами акриловых пленок. Даже при нарушении поверхностной акриловой пленки (прорыв уже невозможен, возможно только царапина) за счет прочности пластика защита подложки (ДСП, ДВП, фанеры и т.д.) продолжает осуществляться. Для того чтобы пробить пластик насквозь нужны уже гораздо более значительные усилия.
Для того чтобы обеспечить над декоративной поверхностью пластика наличие акрилового слоя необходимо одновременно решить две задачи:
- создать прочное сцепление акриловой пленки с декоративной бумагой;
- обеспечить монолитность декоративной бумаги с силовыми и барьерным слоями - то есть цельность пластика, а не просто соединение между собой слоев бумаги.
При этом сложность заключается в том, что:
- нанести акриловую пленку на уже пропитанную меламиноформальдегидной смолой невозможно - эти смолы слишком разнообразны;
- пропитать водным раствором смолы бумагу с уже нанесенным акриловым слоем не получается: во-первых, из-за расширения бумаги при пропитке раствором, во-вторых, не обеспечить полную пропитку (до акрила).
В данной технологии эта проблема решается за счет пропитки бумаги с уже нанесенным с одной стороны и отвержденным слоем акриловой смолы расплавом меламиноформальдегидной смолы в процессе прессования одновременно с соединением всех слоев в единый монолит - пластик. Согласно заявленному способу впервые удается получить прочный монолит в процессе непрерывного прессования на обогреваемых вальцах пакета, содержащего в качестве декоративного материала «Elesgo», а между ним и силовым слоем бумагу с 60÷75% смолы. При указанных в формуле изобретения режимах (давление, температура, скорость прессования) этого количества смолы оказывается необходимым и достаточным для того, чтобы успела произойти пропитка сухой части бумаги «Elesgo» расплавом смолы за время прессования и поликонденсация в этом и во всех слоях. Если прессование вести не при режимах, как указано в форме, то может произойти неполная пропитка сухой части декоративного слоя, либо не полное отверждение смолы в прессуемом пакете. В обоих случаях полноценного продукта не получается. При содержании смолы в промежуточном слое менее 60% не обеспечивается необходимая пропитка сухой части бумаги декоративного слоя для достижения надежного монолитного соединения декоративного слоя с силовыми слоями. Если много смолы (более 75%) - получится слишком хрупкий пластик (поскольку бумага дает пластичность, а смола - твердость). Его нельзя будет загибать (постформировать). Возможно также отторжение акриловой пленки, если сквозь сухую бумагу пройдет слишком много смолы. Выбор конкретных значений давления, температуры и скорости прессования в пределах указанных в формуле изобретения определяется с учетом свойств и толщины используемой бумаги, свойств используемой смолы, возможностей оборудования и других факторов технологического характера. Температура и скорость (фактически - время прессования) - взаимосвязанные параметры, регулирующие количество теплоты, поданной на смолу, и, соответственно, обеспечивающие, с одной стороны, расплавление и проникновение (пенетрацию) смолы в непропитанную бумагу, с другой - отверждение за счет поликонденсации. Если скорость больше 20 м/мин или (и) низкая температура (менее 170°C) смола не успевает расплавиться и растечься. Если скорость слишком маленькая (менее 4 м/мин) или (и) высокая температура (более 200°C) произойдет переотверждение смолы, хрупкость пластика и коробление - «скручивание»; при очень сильном завышении температуры смола поликонденсируется (отверждается) еще до растекания. Если давление слишком низкое (менее 15 бар) - не произойдет взаимного проникновения смолы между слоями, получится склеенный «слоеный пирог», не монолит). Высокое давление - в принципе, - чем больше, тем лучше, но для непрерывного прессования есть чисто конструктивные ограничения и его значение не может превышать 35 бар. Получение глянцевой поверхности с высокой степенью глянца ранее достигалось только в методе этажного прессования. В данном случае используется метод непрерывного прессования.
Порядок действий при производстве пластика согласно заявленной формулы изобретения следующий.
1. На размоточные валы устанавливают: рулон декоративной бумаги «Elesgo», рулон с содержанием смолы 60÷75%, рулоны с силовой бумагой, пропитанной смолой - для создания необходимой толщины пластика (если есть такая необходимость), рулон барьерной бумаги (либо другого материала, не имеющего пропитки), выступающей в качестве барьерного слоя.
2. Между лентами пресса, разогретого до необходимой температуры, заправляют все слои пакета в следующей последовательности: барьерный слой, слой силовой бумаги, бумага с содержанием смолы 60÷75%, декоративная бумага Elesgo.
3. После прессования пластик проходит следующие операции: охлаждение (на охлаждающих валах), обрезку кромки.
Примеры изготовления декоративного бумажно-слоистого пластика с использованием декоративной бумаги «Elesgo».
Пример 1
- промежуточный слой с содержанием 60% меламиноформальдегидной смолы, давление 17 бар, температура 200°C и скорость прессования 18 м/мин.
Пример 2
- промежуточный слой с содержанием 65% меламиноформальдегидной смолы, давление 25 бар, температура 200°C и скорость прессования 12 м/мин.
Пример 3
- промежуточный слой с содержанием 75% меламиноформальдегидной смолы, давление 35 бар, температура 170°C и скорость прессования 6 м/мин.