СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕКОРАТИВНОГО ЛАМИНАТА
METHOD OF PRODUCING DECORATIVE LAMINATE

Изобретение относится к способу изготовления декоративного ламината, в частности ламината с основанием на основе древесных материалов, с декором и по меньшей мере одним расположенным на нем покровным или защитным слоем.
Такие ламинаты часто применяются, например, для полов, облицовки стен и потолков, рабочих поверхностей и мебели. При этом декор может, например, имитировать другой материал, как, например, дерево, керамику, природный или искусственный камень, или же учитывать художественные или практически аспекты. Обычно декор защищают от износа более или менее прозрачным покровным слоем из дуропласта. Традиционным является снабжать поверхность этого покровного слоя структурой, которая в пространственном отношении соответствует декору и которая называется Synchronpore.
К настоящему времени технический прогресс привел по существу к двум разным группам материалов для покровных слоев. Так называемые лаковые слои образованы из композиций, которые способны полимеризоваться и/или сшиваться под действием теплоты и/или излучения и поэтому содержат отверждаемые компоненты, как например, акрилаты, эпоксиды, малеимиды.
Вторая группа материалов, применяющаяся для покровных слоев, включает в себя так называемые аминопласты. Под этим понимаются продукты поликонденсации карбонильных соединений, в частности формальдегида, и содержащих аминогруппы соединений, как, например, мочевина, меламин, уретан. Для получения слоев в ламинате обычно используются водные растворы продуктов конденсации карбонильных соединений и амина при избытке карбонильного соединения, которые при сушке и нагревании сшиваются с образованием дуропластной структуры. Так как вода, присутствующая как растворитель, а также возникающая при реакции конденсации, улетучивается в виде пара, отверждение должно осуществляться, по меньшей мере по существу, в прессе, чтобы продукт получил желаемую прочность и качество поверхности.
Декор обычно реализуют в форме бумаги или другого целлюлозного нетканого материала с напечатанным или нанесенным иным способом рисунком, пропитанной отверждаемым лаком или синтетической смолой и расположенной между основанием и предотвращающим износ наружным покровным слоем. Обычно изготовление пропитанной декоративной бумаги требует особых рабочих операций печати и пропитки, которые в основном проводятся на предприятиях, внешних к собственно получению ламината, и составляют существенный затратный фактор. Кроме того, требуется, чтобы материал для пропитки декоративной бумаги был совместим с лаком или синтетической смолой покровного слоя, что, в частности, может не предполагаться при совмещении лака и синтетической смолы.
Следующая проблема этой технологии состоит в том, что при пропитке декоративной бумаги она изменяет свои размеры, что нужно учитывать в последующем процессе, если нужно сохранить пространственную связь между декором и поверхностной структурой (Synchronpore). Это организовать особенно сложно, в частности тогда, когда продукт часто меняется.
В WO 03/095202 A1 для решения этой проблемы предлагается перед укладкой декоративной бумаги наносить на основание содержащий смолу промежуточный слой и использовать декоративную бумагу, которая содержит мало или совсем не содержит пропиточной смолы. Однако это решение также оказалось неоптимальным, так как нанесение промежуточного слоя означает дополнительный рабочий этап и наносить печать на декоративную бумагу нужно еще перед приготовлением ламината.
Таким образом, уже давно существует потребность в так называемой прямой печати декора непосредственно на основание в процессе изготовления ламината. В таком случае между образованием декора и созданием поверхностной структуры не требуется больше проводить никаких технологических этапов, которые изменяют размеры. DE 19532819 A1 раскрывает способ получения древесных плит с поддающейся визуальному оформлению поверхностью, причем плита-основа последовательно снабжается основным окрашиванием, нанесением лака, печатной основой и печатью декора. В качестве печатной основы при этом используется поверхностный лак. Таким образом, в такой структуре в декоративном слое больше не содержится никакой бумаги.
WO 2006/002917 A2 описывает способ получения панели с поверхностью, имеющей декор, у которой снабжаемую декором поверхность грунтуют, покрывают несколькими слоями наполнителя, выглаживают обработкой валками и наносят печать для создания декора. Грунтовочный слой можно наносить как слой синтетической смолы, а отпечатанную поверхность покрывать лаком, который может состоять из синтетической смолы.
В Parkettmagazin 5/2007, S.49-51, описана структура таких панелей с прямой печатью, которые под слоем печатной краски содержат по меньшей мере один грунтовочный слой и несколько прокатанных валками слоев.
Общим для известных способов, использующих прямую печать, является то, что для подготовки поверхности для печати требуется большое число рабочих операций.
Перед настоящим изобретением стоит задача предоставить способ, которым можно проще и более экономно нанести декор на декорированные ламинаты.
Эта задача решена способом согласно независимому пункту формулы изобретения.
Так, неожиданно было обнаружено, что на целлюлозный нетканый материал, закрепленный на по меньшей мере одной стороне центральной части из древесины или древесного материала, можно напечатать декор, который имеет отличное качество и на который можно без труда нанести обычные отверждаемые покровные слои и отвердить. Таким образом, нетканый материал может заменять грунтовочные и выравнивающие слои без снижения качества печати.
Основание или центральная часть ламината состоит по существу из древесины или древесного материала, предпочтительно в виде плиты. Предпочтительны древесноволокнистые плиты, в частности, высокой (HDF) и средней (MDF) плотности.
Предпочтительно, целлюлозный нетканый материал наклеивают на центральную часть. Для этого одну сторону центральной части и/или одну сторону целлюлозного нетканого материала предпочтительно покрывают клеем.
Клей предпочтительно является жидким отверждаемым клеем, особенно предпочтительно мочевиноформальдегидным клеем.
Под целлюлозным нетканым материалом здесь понимаются все плоские структуры, состоящие по существу из целлюлозных волокон, включая бумагу. Различного качества нетканые материалы различаются, например, толщиной, прочностью волокна и пористостью. Верхняя граница размера пор должна устанавливаться в зависимости от желаемого разрешения печатного рисунка. С другой стороны, пористость благоприятствует поглощению печатной краски и фиксации клеем.
2
2
Целлюлозный нетканый материал предпочтительно представляет собой бумагу, в частности так называемую печатную бумагу-основу. Под этим понимается, например, качество бумаги, традиционно применяемое для печати на декоративной бумаге. Печатная бумага-основа может уже содержать светлый основной тон декора, но она может также быть белой или иметь другую окраску. Предпочтительна бумага с плотностью от 20 до 200 г/м, особенно предпочтительно от 40 до 80 г/м.
Если используется жидкий клей, то предпочтительно, чтобы нетканый материал связывался с центральной частью, по меньшей мере частично, в результате отверждением клея под давлением и теплом. Но преимущество способа с жидким клеем состоит также и в том, что жидкий клей при отверждении может выровнять шероховатости поверхности центральной части, благодаря чему улучшается контакт между печатной формой и материалом для печати и повышается качество печати. Это справедливо, в частности, когда печать осуществляется с помощью лощильных валков на нетканом материале.
Может потребоваться привести реологические и увлажняющие свойства и наносимый вес клея в соответствии со свойствами применяемого целлюлозного нетканого материала, чтобы предотвратить попадание клея сквозь нетканый материал к открытой поверхности. Такое проникание клея может мешать последующей печати, в частности, если оно происходит местами неравномерно, и в известных случаях ухудшить также внешний вид готового ламината. Однако специалист способен устранить эту проблему путем изменения вышеуказанных параметров.
В принципе для образования декора подходят все известные способы печати. Однако предпочтительны способы, которые допускают известную неровность материала для печати, такие как офсетная печать, глубокий офсет (перенос с гравировочных валков на материал для печати посредством резинового полотна), флексография и способы цифровой печати, как например, струйная печать или переводное печатание.
Декор можно печатным устройством напечатать в один цвет, причем второй цвет можно с выгодой реализовать посредством цветового тона печатной бумаги-основы. Возможно также последовательно напечатать несколькими печатными устройствами несколько цветов.
При осуществлении этого способа было установлено, что поверхность закрепленного на центральной части нетканого материала остается достаточно впитывающей, если не допустить проникания клея. Следствием этого является, что печатная краска легко поглощается нетканым материалом, и не возникает никакой опасности смазывания при следующих рабочих этапах, как например, дальнейшие стадии печати или нанесение покровного слоя. Поэтому достаточно относительно короткого времени сушки после отдельных процессов печати.
В качестве материала для по меньшей мере одного отверждаемого покровного слоя в принципе подходят все известные синтетические смолы и лаки. Так, в качестве покровного слоя можно наносить также радиационно-отверждаемые лаки. Однако предпочтительны покровные слои из аминопластов, в частности из меламиноформальдегидных смол.
Выгодно вводить в по меньшей мере один покровный слой гранулированный твердый материал, предпочтительно оксид алюминия, диоксид кремния, карбид кремния или нитрид бора. Это повышает прочность на истирание покровного слоя. Твердый материал имеет подходящий средний размер частиц, например, от 30 до 200 мкм.
В одном предпочтительном, согласно изобретению, варианте осуществления покровный слой наносят в форме так называемого оверлея. При этом имеется в виду волокнистый слой, например бумага, который пропитан предусмотренным для покровного слоя отверждаемым аминопластом, например, меламиноформальдегидной смолой. В этот оверлей можно также вводить твердый материал.
Особенно выгодно наносить покровный слой из аминопласта в виде нескольких частичных слоев и подсушивать каждый частичный слой перед нанесением следующего. При этом механические свойства отвержденного покровного слоя улучшаются. При необходимости предпочтительно гранулированный твердый материал вводится в нижний из частичных слоев и не в наружный частичный слой. Этим достигается, что твердые частицы не будут выступать наружу из поверхности готового ламината, что повредило бы внешнему виду ламината и тактильным ощущениям от него, а также могло бы привести к износу и повреждению инструментов для дальнейшей обработки, например, поверхностей прессования.
2
После нанесения покровного слоя ламинат нагревают под давлением. Для этого предпочтительно служат короткотактовый и двухленточный прессы. Прикладываемые давления и температуры выбираются в соответствии с типом смолы и структурой слоев ламината. Подходящие диапазоны лежат между 20 и 60 кН/см, соответственно между 160 и 220°C. При прессовании окончательная структура поверхности ламината устанавливается формой поверхности прессования. Поверхностную структуру при смене продукта можно гибко изменять, если между губками пресса и поверхностью ламината предпочтительно уложить сменный прессующий лист, прессующую ленту или прессующую фольгу. Таким образом, можно также достичь, в пространственном отношении к декору, положительной (снижающейся) или отрицательной (повышающейся) пористой структуры (Synchronpore), а также блестящей или контролировано матированной поверхности. Способ согласно изобретению дает при этом особое преимущество, что нерегулярности слоев можно выровнять без дополнительной промежуточной или последующей обработки, как например, нанесение слоев шлифовального и шпатлевочного лака или обработка лощильными валками, при прессовании. Структуру Synchronpore можно реализовать простым способом, если для изготовления прессующего листа, прессующей ленты или фольги использовать процесс с цифровым управлением и для цифровой печати использовать тот же набор данных, что и для прессующего листа, прессующей ленты или фольги, при необходимости после пересчета, так как отпечаток после печати больше не усаживается.
Предпочтительно ламинат на недекорированной стороне центральной части снабжен стабилизирующим слоем, чтобы предотвратить деформацию при изменяющихся климатических условиях. В простейшем случае это достигается, когда стабилизирующий слой по своей слоистой структуре соответствует структуре декорированной стороны. При применении способа согласно изобретению можно этот стабилизирующий слой наносить всегда одновременно с соответствующими слоями декорированной стороны, то есть при необходимости наклеивание бумаги стабилизирующего слоя и нанесение слоя или слоев, соответствующих покровному слою.
Благодаря способу согласно изобретению при изготовлении ламинатов подготовка центральной части для прямого печатания является существенно более экономичной в сравнении с уровнем техники, так как наносится еще всего один слой из целлюлозного нетканого материала, в частности бумаги, и становятся ненужными необходимые в известных способах операции многократного покрытия и разравнивания.
Пример реализации
2
MDF-плиты размером примерно 2×3 м очищают, разравнивают и темперируют. С помощью установки нанесения покрытий валками при температуре окружающей среды наносят кислый отвердитель для мочевиноформальдегидного клея (отвердитель 2547-Akzo Nobel) с плотностью нанесения примерно 8 г на квадратный метр и слегка подсушивают ИК-излучателем. После этого снова наносят валком слой клея примерно 40 г на квадратный метр (мочевиноформальдегидный клей 1206-Akzo Nobel). На еще сырой слой клея с рулона укладывают печатную бумагу-основу кремового цвета плотностью 60 г на квадратный метр и в каландре запрессовывают с усилием 160 кН/см и температурой валков 190°C, причем клей по меньшей мере частично отверждается. При этом наружная поверхность бумаги остается неизменной, то есть она не пропускает клей. Затем бумагу отрезают в зазоре между плитами. Плиты сразу подают на печатающее устройство, где первую краску декора печатают способом глубокого офсета. На следующих печатающих устройствах наносят вторую и третью краски, причем между печатающими устройствами достаточно короткого обдувания, чтобы высушить печатную краску. Затем наносится тонкий слой меламиноформальдегидной смолы (MFH, примерно 10 г/м) и подсушивается ИК-излучателем до тех пор, пока поверхность не станет совершенно сухой (высохшей «от пыли»). В этом состоянии плиты могут укладываться стопкой или складироваться.
2
2
3
Последующая обработка декорированных плит проводится или непосредственно после печати (без нанесения тонкого слоя MFH), или после нанесения этого слоя и хранения. Далее на декор на верхней стороне плиты или на тонкий MFH-слой с помощью валка для покрытий (в целях малого износа сделанного из керамики) наносят слой меламиновой смолы в воде, которая содержит частицы оксида алюминия (корунд) со средним размером 180-220 мкм. Вязкость раствора смолы составляет 120 мПа·с при содержании твердых веществ 60 вес.%. Плотность нанесения раствора смолы составляет около 50 г/м, плотность корунда 15-20 г/м. Нанесенной смолы недостаточно, чтобы полностью покрыть частицы корунда. Вес нанесенной смолы соответствует толщине слоя примерно 40 мкм (плотность 1,25 г/см). ИК-излучателем нанесенная смола подсушивается до тех пор, пока ее поверхность не станет совершенно сухой и не возникнет достаточная адгезия с декоративной бумагой. При этом над поверхностью смоляного слоя пропускают поток воздуха. Одновременно с нанесением смолы на верхнюю сторону такой же слой, только без корунда, наносится на нижнюю сторону плиты в качестве стабилизирующего слоя и подсушивается. Плита при транспортировке лежит на подходящем транспортирующем средстве, например, известном из техники лакирования так называемом дисковом транспортере, который точечно поддерживает плиту и таким образом позволяет сушку нижней стороны плиты. После подсушивания плита лежит в краевой области на узких роликах.
2
После подсушивания наносится следующий слой примерно 50 г/м водной меламиновой смолы на декорированную сторону и на обратную (нижнюю) сторону и снова подсушивается. Этот процесс повторяют еще до трех раз. В результате слой смолы имеет толщину до 250 мкм и полностью покрывает частицы корунда.
2
Плиты, покрытые рабочим слоем и стабилизирующим слоем, укладывают в KT-пресс и прессуют примерно 8-15 с при температуре плит пресса около 200°C (соответственно примерно 160°C на продукте) и давлении 35-60 кН/см. При этом вытисняется рельеф поверхности, соответствующий декору (Synchronpore).