Способ изготовления бумажного трафарета для получения рельефных изображений на изделиях из бетона (варианты) и способ получения рельефных изображений на изделиях из бетона
METHOD FOR MAKING A PAPER STENCIL FOR OBTAINING RELIEF IMAGES ON CONCRETE PRODUCTS (OPTIONS) AND A METHOD FOR OBTAINING RELIEF IMAGES ON CONCRETE PRODUCTS

Область техники
Группа изобретений относится к области строительства и предназначено для декоративной отделки бетонных и железобетонных изделий, а именно - получение изобразительных элементов на бетонной поверхности.
Уровень техники
В качестве аналога заявитель может указать на следующую информацию. Известен способ изготовления декоративной поверхности бетонных изделий, где после набора бетонной смеси распалубочной прочности, изделие распалубливают, переворачивают «лицом вверх», на поверхность закрепляют самоклеющуюся пленку с предварительно вырезанным рисунком, наносят послойно 1-95% водный раствор кислоты или смеси кислот смывают водой, удаляют оставшуюся пленку (см. RU 2475355 С2 от 30.03.2011).
К недостаткам данного способа относится то, что декорирование поверхности производится уже по готовому изделию после набора прочности бетона. Поверхность затвердевшего бетона имеет неоднородную структуру, имеет раковины, каверны и трещины. Адгезия самоклеящейся пленки к такой поверхности будет неравномерной, вследствие чего растворы кислот будут подтекать под пленку, край изображения будет получаться неровным, изображение - размытым.
Известен способ изготовления бетонных изделий с рисунком на поверхности и матрицы для нанесения рисунка, состоящие из бумажной основы, отличающиеся тем, что на тыльную сторону мелованной бумаги плотностью 50-70 г/м путем горячей ламинации при температуре 120-165°С наносят слой ПЭТ плотностью 100-140 г/м (см. RU 2017138908 А от 08.11.2017 г.).
К недостаткам данного способа относится сложность изготовления бумажного полотна матрицы, что существенно усложняет технологический процесс, увеличивает трудозатраты и себестоимость готового изделия.
2
2
Известен способ получения бумажного полотна для нанесения рисунка на бетонную поверхность и способ нанесения рисунка на бетонную поверхность. В способе получения бумажного полотна для нанесения рисунка на бетонную поверхность по первого варианту используют бумажное полотно плотностью 150-210 г/м, которое пропитывают замедлителем твердения бетона: либо 2-8%-ным водным раствором нитрилотриметанфосфоновой кислоты, либо составом в процентном соотношении: глюконат натрия 3-5; ксилит 2-6; вода остальное, которое затем сушат и наносят заданный рисунок, используя офсетную печать с применением краски с фотополимеризующимся композитом. В способе получения бумажного полотна для нанесения рисунка на бетонной поверхности по второму варианту используют бумажное полотно плотностью 150-210 г/м, на которое с помощью печатной головки наносят заданный рисунок замедлителем твердения бетона, представляющим собой либо 2-8%-ный водный раствор нитрилотриметанфосфоновой кислоты, либо состав в процентном соотношении: глюконат натрия 3-5; ксилит 2-6, затем бумажное полотно с нанесенным рисунком сушат (см. RU 2698923 С2 от 17.10.2017 г., прототип).
Недостатком по первому способу является нанесение изображения с использованием офсетной печати. Офсетная печать экономически оправдана только для больших тиражей одинаковых изображений, т.к. основная доля затрат приходиться на изготовление печатных форм. Офсетная печать возможна только по ровной бумаге с однородной структурой поверхности. После пропитки и сушки бумага будет деформированной и неоднородной. В процессе офсетной печати при увлажнении поверхности печати будет происходить перенос замедлителей твердения бетона на поверхность валов печатного станка, что будет способствовать снижению качества печати и преждевременному износу валов офсетных печатных станков.
Недостатком по второму способу является несовместимость заявленных составов замедлителей твердения бетона и печатных головок. Печатные головки не способны печатать растворами кислот с рН ниже 5. Заявленный 2-8%-ный водный раствор нитрилотриметанфосфоновой кислоты имеет рН<2.
Состав с ксилитом не пригоден для печати печатными головками, т.к. ксилит в процессе печати абсорбируются на пластинах сопельного дозатора печатающих головок, постепенно закупоривая сопла печатающих головок, и в итоге блокируют их работу.
Недостатками по первому и второму способам является то, что используется бумага высокой плотности без полимерного слоя, предотвращающего деформацию бумажного полотна в процессе пропитки и сушки. В бумаге высокой плотности будут преобладать длинные волокна, в которых, при пропитывании любым составом с использования замедлителей твердения бетона, раствор будет перетекать по капиллярам между волокнами, вследствие чего бумажное полотно будет пропитано неравномерно, что не позволит получить ровной границы и равномерности глубины рельефа после отмывки. Использование ксилита приводит к высокой подвижности бетонной смеси при взаимодействии с водой в процессе ранней гидратации цементного ядра. При использовании в растворе для пропитки ксилита и других сахаров, замедлитель будет перетекать с одного места на другое, вследствие чего границы изображения будут нечеткими, а края изображения - размытым.
Раскрытие сущности изобретения
- наличие действия или совокупности действий;
- порядок выполнения действий во времени;
- условия осуществления действий; использование веществ, устройств.
Задача заявляемого изобретения заключается в повышении качественных показателей при получении изобразительных элементов на бетонной поверхности.
Техническим результатом заявляемого решения получение рельефных изображений на бетонных изделиях с четкими контурами.
Сущность заявляемого изобретения «Способ изготовления бумажного трафарета для получения рельефных изображений на изделиях из бетона» по первому варианту заключается в том, что бумажный трафарет изготавливают из готовой полипропиленовой скроллерной бумаги, полученной из сульфатной целлюлозы из древесины твердых и хвойных пород, одна из сторон которой покрыта полипропиленовой пленкой, далее бумагу пропитывают водным раствором замедлителя твердения бетона, сушат, затем наносят изображение УФ-отверждаемыми чернилами при помощи цифровой струйной печати на широкоформатном УФ-принтере, причем для пропитки бумажного трафарета используют замедлитель твердения бетона определенного состава, который не содержит сахаров и кислот и включает в себя соли органических или неорганических кислот, неионогенное поверхностно-активное вещество ПАВ в качестве пластификатора, органические растворители в качестве смачивающего и проникающего агента, где в качестве последних используют одноатомные алифатические спирты, причем в качестве УФ-отверждаемых чернил используют фотополимерную композицию из акриловых мономеров и фотоинициаторов, отверждаемую УФ-излучением по свободно-радикальному методу.
Сущность заявляемого изобретения «Способ изготовления бумажного трафарета для получения рельефных изображений на изделиях из бетона» по второму варианту заключается в том, что бумажный трафарет изготавливают из готовой полипропиленовой скроллерной бумаги, полученной из сульфатной целлюлозы из древесины твердых и хвойных пород, одна из сторон которой покрыта полипропиленовой пленкой, далее на бумагу наносят изображение чернилами для печати, содержащими замедлитель твердения бетона, методом цифровой струйной печати, используя чернила для печати определенного состава, затем сушат и далее нанесение изображения и сушку повторяют, причем чернила для печати используют в следующем составе, %:
Водорастворимый замедлитель твердения бетона
3-5
Модификатор реологии
3-5
Модификатор поверхности
0,1-1
Смачивающий агент
7-10
Вода
Остальное
Сущность заявляемого изобретения «Способ изготовления бумажного трафарета для получения рельефных изображений на изделиях из бетона» по третьему варианту заключается в том, что бумажный трафарет изготавливают из готовой полипропиленовой скроллерной бумаги, полученной из сульфатной целлюлозы из древесины твердых и хвойных пород, одна из сторон которой покрыта полипропиленовой пленкой, далее бумагу пропитывают водным раствором замедлителя твердения бетона, сушат, затем формируют изображение, причем для пропитки бумажного трафарета используют замедлитель твердения бетона определенного состава, который не содержит сахаров и кислот и включает в себя соли органических или неорганических кислот, неионогенное ПАВ в качестве пластификатора, органические растворители в качестве смачивающего и проникающего агента, где в качестве последних используют одноатомные алифатические спирты, причем изображение для получения рельефа формируют путем удаления слоя бумаги пропитанной замедлителем твердения бетона до полипропиленовой основы методом лазерной абляции.
Сущность заявляемого изобретения «Способ получения рельефных изображений на изделиях из бетона» заключается в том, что подготовленный по любому из трех вариантов бумажный трафарет укладывают в форму, приклеивают при помощи двухстороннего самоклеящегося материала ко дну формы, которую заливают бетоном, выдерживают до набора прочности, после чего бетонное изделие вынимают и промывают поверхность струей воды под давлением на глубину вымывания, причем укладывают и приклеивают бумажный трафарет ко дну формы стороной с полипропиленовым покрытием.
Осуществление изобретения
Группа изобретений относится к области строительства и предназначено для декоративной отделки бетонных и железобетонных изделий, а именно получение изобразительных элементов на бетонной поверхности.
Задача заявляемых изобретений заключается в повышении качественных показателей при получении изобразительных элементов на бетонной поверхности. Данный подход предусматривает изготовление бумажного трафарета с замедлителем твердения бетона с последующей отмывкой незатвердевшего бетона водой.
Способ изготовления бумажного трафарета для получения рельефных изображений на изделиях из бетона по первому варианту: бумажный трафарет изготавливается из полипропиленовой скроллерной бумаги, которая изготавливается из сульфатной целлюлозы из древесины твердых и хвойных пород. Полипропиленовая пленка с одной из сторон бумаги предотвращает ее деформацию в процессе пропитки и последующей сушки. Бумагу пропитывают водным раствором замедлителя твердения бетона, после чего бумагу сушат. Изображения для получения рельефа наносят УФ-отверждаемыми чернилами при помощи цифровой струйной печати на широкоформатном УФ-принтере. Для пропитки бумажного трафарета используется замедлитель твердения бетона определенного состава, который не содержит сахаров и кислот. Состав замедлителя твердения бетона включает в себя соли органических или неорганических кислот, неионогенный ПАВ в качестве пластификатора и органические растворители в качестве смачивающего и проникающего агента. В качестве последних используются одноатомные алифатические спирты. В качестве замедлителя твердения бетона используются водорастворимые соли органических или неорганических кислот. В качестве модификаторов реологии используются гликоли и многоатомные спирты, обеспечивающие вязкость конечного состава 1,5-12 мПа⋅с. В качестве модификатора поверхности используются неионогенные ПАВ, обеспечивающие поверхностное натяжение 30-40 дин/см. В качестве смачивающего агента используются алифатические одноатомные спирты, обеспечивающие быстрое и равномерное впитывание замедляющего состава в бумагу. Размер твердых частиц в жидкости не должен превышать 0,5 мкм, а их содержание не более 15%. Наносимый слой изображения трафарета, является блокирующим, он предотвращает выход замедлителя твердения бетона в залитый в форму бетон и представляет собой фотополимерную композицию из акриловых мономеров и фотоинициаторов, отверждаемую УФ-излучением по свободно-радикальному методу, которая после отверждения представляет собой акриловую пленку толщиной ~0,05-0,1 мм. Блокирующий слой изображения наносится на трафарет при помощи широкоформатного принтера методом цифровой струйной печати с УФ-отверждением, с высокой точностью.
Способ изготовления бумажного трафарета для получения рельефных изображений на изделиях из бетона по второму варианту: бумажный трафарет изготавливается из полипропиленовой скроллерной бумаги, которая изготавливается из сульфатной целлюлозы из древесины твердых и хвойных пород. Полипропиленовая пленка с одной из сторон бумаги предотвращает ее деформацию в процессе пропитки и последующей сушки. Далее на бумагу наносят изображение чернилами для печати, содержащими замедлитель твердения бетона. Нанесение изображения непосредственно на трафарет без блокирующего слоя замедлителем твердения бетона производится методом цифровой струйной печати при помощи широкоформатного принтера. Чернила для печати используются определенного состава, %:
Водорастворимый замедлитель твердения бетона
3-5
Модификатор реологии
3-5
Модификатор поверхности
0,1-1
Смачивающий агент
7-10
Вода
Остальное
Состав замедлителя твердения бетона при прямой печати на трафарет оптимизирован в соответствии с требованиями печатающих головок принтера по параметрам вязкости, поверхностного натяжения и максимального размера частиц в жидкости.
В качестве замедлителя твердения бетона используются водорастворимые соли органических или неорганических кислот. В качестве модификаторов реологии используются гликоли и многоатомные спирты, обеспечивающие вязкость конечного состава 1,5-12 мПа⋅с. В качестве модификатора поверхности используются неионогенные ПАВ, обеспечивающие поверхностное натяжение 30-40 дин/см. В качестве смачивающего агента используются алифатические одноатомные спирты, обеспечивающие быстрое и равномерное впитывание замедляющего состава в бумагу. Размер твердых частиц в жидкости не должен превышать 0,5 мкм, а их содержание не более 15%.
После нанесения изображения замедлителем твердения бетона на трафарет, ему дают высохнуть, и производят повторную печать поверх первого изображения, чтобы достичь полной пропитки бумаги до нижнего слоя.
Способ изготовления бумажного трафарета для получения рельефных изображений на изделиях из бетона по третьему варианту: бумажный трафарет изготавливается из полипропиленовой скроллерной бумаги, которая изготавливается из сульфатной целлюлозы из древесины твердых и хвойных пород. Полипропиленовая пленка с одной из сторон бумаги предотвращает ее деформацию в процессе пропитки и последующей сушки. Бумагу пропитывают водным раствором замедлителя твердения бетона, после чего бумагу сушат. Для пропитки бумажного трафарета используется замедлитель твердения бетона определенного состава, который не содержит сахаров и кислот и включает в себя соли органических или неорганических кислот, неионогенное ПАВ в качестве пластификатора, органические растворители в качестве смачивающего и проникающего агента, где в качестве последних используются одноатомные алифатические спирты. Изображение для получения рельефа формируют путем удаления слоя бумаги пропитанной замедлителем твердения бетона до полипропиленовой основы методом лазерной абляции. Удаление позитивной или негативной части изображения на бумаге, пропитанной замедлителем твердения бетона, методом лазерной абляции осуществляется при помощи лазера с регулировкой мощности, установленного на планшетную основу с продольной и поперечной подачей, имеющими регулируемую скорость подачи. Мощность лазера и скорость движения лазерной головки подбирается экспериментально, исходя из того, чтобы удалялся только пропитанный замедлителем твердения бетона слой бумаги до полипропиленовой основы.
Способ получения рельефных изображений на изделиях из бетона: подготовленный по любому из трех вариантов бумажный трафарет укладывают в форму именно той стороной, которая с полипропиленовым покрытием, затем приклеивают при помощи двухстороннего самоклеящегося материала ко дну формы, которую заливают бетоном. Далее выдерживают до набора прочности, после чего бетонное изделие вынимают и промывают поверхность струей воды под давлением на глубину вымывания. При этом на поверхности бетона проявляется рисунок в виде рельефа. В зависимости от печати на трафарете позитивного или негативного изображения, полученный рельеф рисунка будет выпуклым или вогнутым.
Таким образом, задача заявляемого изобретения, заключающаяся в повышении качественных показателей при получении изобразительных элементов на бетонной поверхности, и технический результат - получение рельефных изображений на бетонных изделиях с четкими контурами, решаются за счет подбора оптимальных составов замедлителей твердения бетона, их согласование с требованиями печатающих головок и использование методов цифровой струйной печати для нанесения изображения на трафарет.