СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ ЭФФЕКТА ВНЕШНЕГО ВИДА МЕТАЛЛА И ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ, А ТАКЖЕ ПОВЫШЕНИЯ ГИБКОСТИ ДЕКОРАТИВНОЙ БУМАГИ С ПОЛИМЕРНЫМ ПОКРЫТИЕМ Российский патент 2007 года по МПК B44C1/24 B41M1/10 

Данное изобретение относится к способам усовершенствования эффекта внешнего вида металла и показателей технологичности, а также повышения гибкости декоративной бумаги с полимерным покрытием. Отпечатанная декоративная бумага используется в производстве покрытий для покрытия ламинатов, или она непосредственно наносится на заменяющие дерево панели для улучшения и декорирования поверхности. Последующая обработка выполняется путем пропитки меламиновыми полимерами, фенольными полимерами и карбамидными полимерами, и другими смешанными полимерными системами и прочими полимерными растворами, а также путем лакировки лаковыми системами химического или физического отвердения. После печатания и пропитки декоративная, покрытая полимером, пленка производится как промежуточная продукция для последующей обработки или как полуфабрикат для прессования способом короткого цикла на древесно-стружечных плитах или на других древесных материалах (метод низкого давления - МНД) для прессования с другой бумагой, пропитанной фенольным полимером или другим полимером, согласно способу высокого давления, чтобы получить декоративный материал из слоистого пластика (метод слоистого пластика высокого давления - СПВД), и также согласно способу непрерывного прессования (МНД).

В качестве материалов-носителей напечатанного изображения и для полимера используется декоративная бумага, обладающая очень высокой степенью пропитки и с весом от 45 г/кв.м до 200 г/кв.м, предпочтительно от 70 г/кв.м до 90 г/кв.м. Для декоративного печатания используются водные краски, т.е. краски без органических растворителей или с пониженным содержанием растворителя исключительно с органическими пигментами и с системами связующего на казеиновой основе, и также в качестве наружного герметика для перламутровых оттисков на полиуретановой основе. Выпускаемые промышленностью водные декоративные краски RWO известны под торговыми наименованиями Hartmann/761-series или Arcolor 1010/102/3008/3017/5000/7000. Краски с эффектом металлического покрытия или радужные краски (с изменением цвета) имеют торговые наименования Hartmann T 1332/761, T 2630/761, Arcolor Ardeco Brilliant Silver, Ardeco Brilliant Pearl.

Существующие проблемы в этой области техники заключаются в следующем. При последующей обработке пропитанные декоративные пленки особо подвержены деформируемости. Скругленные края древесных материалов с покрытием получены путем оборачивания слоистым пластиком высокого давления (СПВД) краев механического/термического выполнения. Этот способ называется послеформированием. Выпускаемые обычными способами стандартной бумаги-основы невозможно подвергнуть обработке послеформированием или их можно обработать послеформированием только в недостаточной степени вокруг небольших радиусов, если они используются в качестве СПВД, например, при производстве рабочих панелей или передних мебельных панелей со скругленными углами. В настоящее время в этих целях используются как уровень техники очень дорогостоящей и специально созданной бумаги-основы. Сами слоистые панели имеют на критически малых радиусах, на подлежащей покрытию стороне впадины или фрезерованные структуры, как например, структуры, известные из патента DE 19830778 С1. Однако бумажный слой, нанесенный на внешнюю границу дуги, находится по существу в растянутом состоянии.

Минимальный радиус, с которым декоративную пленку можно нанести вокруг края древесного материала и при этом не нарушая результаты прессования, можно определить по значению дискового отвердения. Чем выше будет значение дискового отверждения, тем медленней реакционная способность полимерного соединения декоративной бумаги и тем «мягче» бумага при последующей обработке.

Поэтому техническая задача настоящего изобретения заключается в приведении обычной стандартной бумаги-основы в соответствии с нуждами потребителей в этом секторе рынка.

Другими важными критериями качества являются оптические и физические свойства и также получаемый эффект внешнего вида металла на готовом материале с покрытием. Максимальный оптический эффект достигается за счет нанесения максимального возможного количества краски во время декоративной печати. Поэтому используются фоновые цилиндры, обладающие наибольшим возможным теоретическим объемом переноса краски. Максимальный возможный перенос краски ограничен скоростью высыхания в данном печатном станке.

Повышенная концентрация пигмента в краске с эффектом внешнего вида металла повышает риск появления таких дефектов печатания, как полосы, отложение пигментов краски и прочее. Слишком небольшое количество разбавителя (связующего краски) ослабляет фиксирование пигментов на декоративной бумаге и является причиной растекания декоративного оттиска во время пропитки, что приводит к размыву существенных количеств пигментов, обладающих эффектом внешнего вида металла, в ванне с полимером. Причем слишком небольшое количество разбавителя снижает стойкость к истиранию декоративной отпечатанной бумаги с неполимерным покрытием. Поэтому при пропускании напечатанной бумаги через пропиточную ванну на направляющих валиках невозможно исключить повреждение напечатанного изображения. Таким образом, возможности создания повышенного эффекта внешнего вида металла путем увеличения количества наносимой краски являются ограниченными, поскольку могут возникнуть следующие трудности: неоднородные темные или имеющие пятна поверхности, фактическое «снижение эффекта перламутра». За счет увеличения наносимого количества металлической краски улучшения эффектов внешнего вида перламутра или металла достичь невозможно.

Поэтому еще одна задача настоящего изобретения заключается в повышении степени глянцевости и эффекта внешнего вида металла на напечатанной поверхности, а также качества поверхности с покрытием путем уменьшения количества видимых нарушений от прессования.

Общее техническое решение согласно настоящему изобретению заключается в нанесении методом глубокой печати раствора солей щелочного (т.е. базового) металла, замедляющего отвердение полимера. За счет этого решения обеспечивается возможность использования экономичных сортов стандартной бумаги-основы для улучшения свойств послеформирования, и устраняется необходимость дорогостоящей предварительной обработки специальных видов бумаги. Соли щелочных металлов используются для улучшения свойств послеформирования. Помимо этого обеспечивается улучшение степени глянцевости и эффекта внешнего вида металла, и также, как указано выше, снижается число обусловленных прессованием повреждений. Дополнительные признаки, подробности и варианты осуществления характеризуются зависимыми пунктами формулы изобретения.

Как показано выше традиционно изготавливаемые виды стандартной бумаги-основы невозможно подвергнуть обработке послеформированием вокруг малых радиусов, если они используются в качестве СПВД, или их можно подвергнуть этой обработке только в недостаточной степени.

Напротив, согласно варианту осуществления настоящего изобретения путем нанесения раствора алюмината натрия (вода или смесь воды/разбавителя) методом глубокой печати фоновыми цилиндрами или другим соответствующим способом на напечатанной или ненапечатанной стандартной бумаге-основе понижают скорость отвердения пропитанного материала (бумага-основа/полимер) и тем самым создается нужный эффект послеформирования. При этом применяют раствор алюмината натрия (=NaAlO₂x0,12Na₂Ox0,3H₂O). Данный способ осуществляют в несколько этапов:

- алюминат натрия растворяют в деминерализованной воде при температуре > 60° (или просто в воде) для получения смеси нужной концентрации;

- содержание твердых веществ обеспечивают в пределах от 0,5 до, максимум, 5% от полностью готового для печатания состава;

- значение рН в зависимости от необходимости регулируется в пределах 9 -14;

- готовый раствор наносят на бумагу фоновым валиком методом глубокой печати. Характеристики нанесения зависят от объема фона и быстродействия печатного станка. Приблизительные требуемые значения от минимум 3 г/кв.м до максимум 25 г/кв.м;

- скорость отвердения проверятся обычным для данной области техники способом «проверки дискового отвердения».

Для напечатания указанных выпускаемых промышленностью красок с эффектом внешнего вида металла на стандартной декоративной бумаге в виде сплошной площади или в сочетании с имитацией дерева, камня или с графикой предпочтительно дополнительное покрытие однородного цвета на декоративной бумаге в количестве от 70 г/кв.м до 90 г/кв.м, это печатание осуществляют методом непрерывной ротационной глубокой печати на рулоне. Также как вариант возможны такие способы двухмерного покрытия, как флексографская печать, штриховая печать или аналогичные способы. Перенос количеств двухмерной краски осуществляют во влажном виде, с высокой степенью переноса на напечатанную или ненапечатанную декоративную бумагу. Перенос краски при использовании ротационной глубокой печати выполняется фоновым валиком.

Для декоративной глубокой печати используются печатные станки с шириной оттиска до 2750 мм, с обычными секциями глубокой печати и сушильными устройствами с обдувом горячим воздухом. Фоновые валики или цилиндры глубокой печати гравируются электромеханическим способом, лазером или травлением. Известные фоновые валики имеют керамическую поверхность, на которой лазером выжжены мелкие ячейки. Как вариант можно использовать валики с медной поверхностью с гравировкой, выполненной обычным электромеханическим способом и защищенной от механических повреждений слоем хрома.

В секции глубокой печати печатного станка декоративной глубокой печати печатание выполняется печатным валиком, имеющим однородно гравированное основное поле, называемым здесь «фоновым цилиндром». Перенос краски на фоновый цилиндр выполняется из хранящих ее емкостей электронасосами или пневматическими мембранными насосами. Краска с эффектом внешнего вида металла непрерывно перемешивается во избежание осадка и циркулирует с помощью насосов. Краска из емкостей хранения подается в красочный резервуар под фоновыми цилиндрами в секцию станка декоративной глубокой печати. Нанесение краски с эффектом внешнего вида металла выполняется накатными валиками, покрытыми обработанным лазером и легко сжимаемым каучуковым покрытием. В результате краска берется из красочного резервуара и наносится на печатный цилиндр. Как вариант фоновый цилиндр погружается в краску в красочном резервуаре и вбирает тонкий слой краски на поверхности и в ячейках. Фоновый цилиндр вытирается ракелем в направлении вращения, который снимает лишнюю краску с эффектом внешнего вида металла с поверхности цилиндра и оставляет только определенное количество краски в т.н. ячейках. Далее по направлению вращения цилиндр поступает в зону печатания. Здесь бумага, подаваемая приводами и направляющими валиками в зоне печатания печатного станка, прижимается к цилиндру валиком за счет прилагаемого механического давления. Усилие, с которым этот валик, называемый «прессовым валиком», прижимается к бумаге, обычно составляет около 18 Н/см, и в зависимости от конкретного случая возможно также и большее усилие. За счет давления, а также за счет центробежных сил, сил сцепления и капиллярных сил краска переносится с ячейки на и в бумагу. После зоны печатания отпечатанная влажная бумага подается направляющими валиками в сушильню с обдувом горячим воздухом, того же станка, где используемая в качестве растворителя краски вода удаляется горячим воздухом, имеющим температуру до 150°С и скоростью до 50 м/с. Для получения цветного участка с эффектом внешнего вида металла на готовой продукции используется такая краска с эффектом внешнего вида металла, как упоминаемая выше перламутровая краска. Однородность после напечатания и после последующей обработки и также обеспечиваемая насыщенность краски являются соответствующими критериями качества. По причине значительного применения связующего и пигмента пористая поверхность декоративной бумаги закрывается таким образом, что проникновение полимера снижается и существенно замедляется. Как следствие, достигаемые скорости пропитки существенно снижаются, ухудшая экономическую эффективность пропитки. Фиксирование пигментов эффекта внешнего вида металла затруднено по сравнению с обычными декоративными красками, так что в краске с эффектом внешнего вида металла и также в дополнительно необходимом разбавителе/связующем используется любая специальная система связующего. Как вариант дополнительный фон печатается исключительно с разбавителем на краске с эффектом внешнего вида металла, чтобы улучшить фиксирование пигментов с эффектом внешнего вида металла. Для улучшения глянцевости и эффекта внешнего вида металла на напечатанной поверхности возможно печатание многих слоев красок с эффектом внешнего вида металла путем повторения процесса печатания в последующих секциях печатного станка. Точное регулирование окрашивания по сравнению с эталонными образцами едва ли возможно, поскольку какие-либо существенные и контролируемые изменения при этом не происходят. Кроме того, при каждом последующем процессе печатания поверхности бумаги закрываются все в большей степени, уменьшая пористость декоративной бумаги и тем самым - пропитываемость. В результате скорость процесса пропитки необходимо снизить. При использовании имеющих особый эффект красок (перламутровых, серебряных и радужных красок) в более высоких концентрациях (> 5%) на соответствующей отпечатанной бумаге дефекты на готовой продукции могут стать видимыми, как указано выше (готовая продукция = элементы СПВД/элементы МНД). Однако согласно настоящему изобретению для имеющих особый эффект красок (перламутровой, серебряной и радужной краски) в более высоких концентрациях (>5%) раствор алюмината натрия (вода или смесь воды/разбавителя) можно наносить на соответствующую отпечатанную декоративную бумагу методом глубокой печати с фоном на поверхности металлического оттиска.

Согласно дополнительному варианту осуществлению настоящего изобретения раствор алюмината натрия (вода или смесь воды/разбавителя) наносят на поверхность металлического оттиска методом глубокой печати с помощью фонового цилиндра. За счет этого можно обеспечить существенно повышенный эффект перламутра или внешнего вида металла с одновременным улучшением поверхностной однородности СПВД/МНД.

При этом выполняются следующие этапы:

- алюминат натрия растворяют в горячей деминерализованной воде при температуре > 60°С (или просто в воде) до получения смеси нужной концентрации;

- содержание твердых веществ обеспечивают в пределах от 0,5 до, максимум, 5% от полностью готового для печатания состава (вода или смесь воды/разбавителя);

- значение рН регулируют в зависимости от необходимости в пределах 9-14;

- готовый раствор наносят на бумагу фоновым цилиндром и методом глубокой печати. Характеристики нанесения зависят от объема фона и быстродействия печатного станка. Приблизительные требуемые значения: от минимальных 3 г/кв.м до максимальных 25 г/кв.м.

Перламутровыми пигментами являются соединения в виде полевого шпата или кремниевой кислоты (диоксид кремния), покрытые диоксидом титана. Диоксид титана действует как катализатор (ускоряет отвердение аминопластных полимеров) с одновременным улучшением эффекта перламутра. Соответствующими аминопластными полимерами являются, например:

- меламин-формальдегидные полимеры,

- карбамид-формальдегидные полимеры.

Изобретение относится к способу улучшения эффекта внешнего вида металла и критериев последующей обработки, а также гибкости декоративной бумаги с полимерным покрытием. Способ улучшения эффектов внешнего вида металла и показателей технологичности, а также гибкости декоративной бумаги с полимерным покрытием, отличающийся тем, что во время печатания способом глубокой печати красками, имеющими эффект внешнего вида металла, наносят растворы солей щелочных металлов, замедляющих отвердение. Техническим результатом изобретения является повышение качества поверхности покрытия, повышение степени глянцевости и улучшение эффекта внешнего вида металла. 14 з.п. ф-лы.

1. Способ улучшения эффектов внешнего вида металла и показателей технологичности и также гибкости декоративной бумаги с полимерным покрытием, отличающийся тем, что во время печатания способом глубокой печати красками, имеющими эффект внешнего вида металла, наносят растворы солей щелочных металлов, замедляющих отвердение.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что наносят раствор алюмината натрия (=NaAlO₂·0,12Na₂O·0,3H₂O) (вода или смесь воды/разбавителя) способом глубокой печати с помощью фонового цилиндра или другим соответствующим способом на напечатанную или ненапечатанную стандартную бумагу-основу.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что алюминат натрия растворяют в горячей, предпочтительно деминерализованной, воде при температуре >60°С для получения смеси с нужной концентрацией.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что соль щелочного металла является алюминатом натрия и с полностью готовым для печати составом соотносится в значении от 0,5 до максимум 5 вес.%.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что соль щелочного металла является алюминатом натрия и что используется раствор алюмината натрия, имеющий значение рН от 9 до 14 в соответствии с требованиями.6. Способ по п.1, отличающийся тем, что соль щелочного металла является алюминатом натрия и наносится на бумагу фоновым цилиндром и методом глубокой печати в зависимости от объема фона и быстродействия печатного станка.7. Способ по п.6, отличающийся тем, что приблизительное требуемое значение составляет от минимум 3 до максимум 25 г/м² во влажном состоянии.8. Способ по п.1, отличающийся тем, что солью щелочного металла является алюминат натрия, и для обладающих особым внешним эффектом красок (перламутровой, серебряной и радужной красок) при более высоких концентрациях на соответствующих видах отпечатанной декоративной бумаги раствор алюмината натрия (вода или смесь воды/разбавителя) наносят на поверхность металлических оттисков методом глубокой печати с помощью фонового цилиндра.9. Способ по п.8, отличающийся тем, что алюминат натрия растворяют в горячей, предпочтительно деминерализованной, воде при температуре >60°С для получения смеси с нужной концентрацией.10. Способ по п.8, отличающийся тем, что раствор алюмината натрия имеет содержание твердых веществ от 0,5 до максимум 5% от полностью готового для печатания состава.11. Способ по п.8, отличающийся тем, что используется раствор алюмината натрия, имеющий значение рН от 9 до 14 в соответствии с требованиями.12. Способ по п.8, отличающийся тем, что алюминат натрия в готовом растворе наносят на бумагу фоновым цилиндром и методом глубокой печати в зависимости от объема фона и быстродействия печатного станка.13. Способ по п.12, отличающийся тем, что приблизительное требуемое значение составляет от минимума 3 до максимума 25 г/м² во влажном состоянии.14. Способ по п.8, отличающийся тем, что для пропитки используют аминопластные полимеры и перламутровые пигменты используют в виде соединений полевого шпата или кремниевой кислоты (диоксид кремния) с покрытием из диоксида титана.15. Способ по п.14, отличающийся тем, что в качестве аминопластных полимеров используют меламин-формальдегидные полимеры или карбамид-формальдегидные полимеры.