Способ и устройство для изготовления декоративных изделий из пенополистирола с красочным покрытием Российский патент 2017 года по МПК B44C1/00 C09D10/00 C08L25/02 C09D125/00 

Изобретение относится к изготовлению отделочных элементов, таких как плитки, плинтусы, панели и другие строительные и декоративные изделия из полимерных материалов, в частности из полистирола. Изобретение относится также к нанесению покрытий из краски на строительные материалы из пенополистирола.

Известны устройство и способ для нанесения красочного покрытия на полимерную ленту (RU 58444, опуб. 2006 г.). Устройство включает флексографическую машину с печатными секциями, расположенное перед ней по направлению продвижения полимерной ленты средство для предварительной сушки и сушильный термотуннель для заготовок с нанесенным покрытием. Недостатком известного устройства является невозможность его применения для флексографического нанесения покрытия на заготовки из пенополистирола из-за конструктивного выполнения в нем средства, предназначенного для предварительной подготовки и сушки поверхности полимерной ленты к нанесению красочной печати, связанного с материалом основы, на которую наносят покрытие, а также из-за конструктивного выполнения источников нагрева.

В уровне техники описан способ изготовления изделий из пенополистирола и устройство для нанесения красочного покрытия на заготовки из пенополистирола. Способ включает очистку заготовок, их ИК-сушку и нанесение покрытия из краски флексографией, а устройство содержит флексографический блок с печатными секциями, средство для предварительной сушки в виде отражателя и сушильный термотуннель, раму с транспортерной лентой, средство для очистки заготовок от пыли, в котором источники нагрева выполнены в виде инфракрасных ламп (RU 79269, опуб. 2008 г.) Данный источник информации выбран в качестве прототипа как наиболее близкий по назначению и достигаемому техническому результату.

Однако серьезным недостатком известных способа и устройства является проблема качества красочного покрытия изделий.

Указанный недостаток устраняется заявленной группой изобретений, которые решают задачу обеспечения высококачественного красочного покрытия, в частности, достигается отсутствие инородных точечных включений, выходящих на поверхность (далее - точечные включения), размером от 0,4 до 1,0 мм на площади 1 м² в количестве более 5 шт., точечные включения и непрокрашенные участки размером более 1 мм не допускаются.

Техническим результатом изобретения является улучшение качества красочного покрытия изделий.

Технический результат достигается группой изобретений, в частности следующим способом изготовления декоративных изделий из пенополистирола с красочным покрытием, включающим предварительную сушку заготовки, нанесение водной краски на поверхность заготовки из полистирола флексографским способом и сушку в термотуннеле, характеризующимся тем, что предварительно удаляют с поверхности заготовок жировые и масляные пятна, зачищают и удаляют надрезы и царапины с поверхности и выравнивают кромки заготовок для устранения искривлений, вмятин и зазубрин, после чего заготовку из пенополистирола предварительно очищают от технологической пыли и ворса и снимают статическое напряжение при помощи активных нейтрализаторов устройством очистки, скомпонованным в единый блок с вакуумным насосом, заготовку автоматически подают на ультрафиолетовую сушку и обработку коронным разрядом, проводят визуальный контроль качества при равномерной освещенности не менее 300 лк с расстояния 0,6-0,8 м и перемещают полученное изделие в сушильный шкаф для окончательного высыхания покрытия с помощью горячего воздуха, после чего дополнительно проводят выдержку изделий при температуре (22±5)°С не менее 3 ч и кондиционирование в течение суток для возможности последующей проверки стойкости покрытия.

На заготовку дополнительно наносят декоративное покрытие толщиной не менее 50 мкм.

Результат обеспечивается заявленным устройством для реализации вышеописанного способа, включающим по меньшей мере одну флексографическую машину с печатными секциями и емкостью с краской, расположенное перед ней по направлению продвижения заготовок средство для предварительной сушки с установленным на раме с транспортерной лентой сушильным термотуннелем для заготовок с нанесенным покрытием и установленную после флексографической машины по направлению продвижения заготовок раму с транспортерной лентой и средством для очистки заготовок. Устройство отличается тем, что оно дополнительно снабжено коронирующими электродами для обработки заготовки коронным разрядом, средство для предварительной сушки выполнено в виде в туннельной ультрафиолетовой сушки, а средство для очистки заготовок от технологических волокон, пыли и снятия статического напряжения при помощи активных нейтрализаторов скомпоновано в единый блок с вакуумным насосом, а емкость с краской снабжена ультразвуковым смесителем. Дополнительно оно снабжено последовательно установленными дополнительными флексографическими блоками по количеству наносимых слоев покрытия.

Сущность изобретения в части способа заключается в том, что созданы особые режимы (как показано в формуле изобретения), а в заявленном устройстве обеспечивается предварительная сушка заготовок в туннельной УФ-сушке с предварительной очисткой заготовок от технологических волокон, пыли и снятие статического напряжения при помощи активных нейтрализаторов, скомпонованных в единый блок с вакуумным насосом.

Для очистки заготовок от пыли и статического напряжения применены активные нейтрализаторы, скомпонованные в единый блок с вакуумным насосом, а не щетка, а для улучшения впитывания краски в заготовку ее обрабатывают коронным разрядом.

Важно для сущности и то, что вместо прогрева заготовки отдельно ИК-лампами (по сравнению с прототипом) для улучшения впитываемости краски за счет более равномерного прогревания прогрев осуществляют в туннельной УФ-сушке.

Следует отметить и про используемые красящие вещества следующее.

Краски, по своему составу достаточно сложные вещества: помимо пигментов, в них входят специальные наполнители, в качестве которых обычно используют пигменты меньшей молекулярной массы: барий, гидроксид алюминия и др. Наполнители играют двойную роль:

- прежде всего они придают краске дополнительные полезные свойства (в том числе и защитные);

- наполнители позволяют экономить цветные пигменты, которые являются более дорогими, и тем самым удешевляют краску, что также является немаловажным фактором. К пигментам и наполнителям, используемым в производстве полиграфических красок, предъявляется целый ряд достаточно важных требований:

- качественное обеспечение определенных свойств красок (цветных и оптических);

- хорошие печатно-технические свойства, заключающиеся прежде всего в том, чтобы не забивать мелкие элементы печатной формы, а также не искажать детали изображения;

- пигменты и наполнители не должны замедлять процесс закрепления красок на оттиске;

- пигменты и наполнители должны позволять регулировать такие важные свойства краски, как адгезионная прочность, термостойкость, электроизолирующая способность.

Пленкообразующая (порой ее называют связующей) составляющая краски для печати играет важную роль в печатных свойствах краски, а также в процессе закрепления красящего пигмента на материале.

Во флексографических красках в качестве связующих элементов используют достаточно многие вещества, в качестве которых используют полиамидные смолы, производные целлюлозы, продукты полимеризации винила, а также большое разнообразие других веществ: полиэфир, полиуретан, акриловые смолы.

В состав красок также включают разнообразные растворители, определяющие способ закрепления краски на оттиске. В красках, применяемых во флексографии, роль растворителей играет вода, различные спирты (этанол, метанол, бутанол и др.) и органические растворители. Количество остальных добавок невелико - не превышает 5%. Как правило, описанные выше добавки сочетаются во флексографических красках в следующем соотношении: основное количество составляет растворитель - 70%, далее следует красящее вещество (пигмент) - 15%, пленкообразующая составляющая порядка 12% и остальные добавки примерно 3%.

Целесообразно дополнительно в связи с применением красок с мелкодисперсными примесями металлов (бронза и алюминий) емкость с краской снабжать ультразвуковым смесителем, т.к в процессе покраски эти металлические частицы оседают на дно емкости, что приводит к тому, что меняется цветность окраски и ухудшается равномерность впитывания.

ПРИМЕР

Заготовка для изготовления декоративных изделий из пенополистирола предварительно сушили.

Затем была нанесена водная краска на поверхность заготовки флексографским способом, но предварительно с поверхности заготовки удаляли жировые и масляные пятна, зачищали и удаляли надрезы и царапины с поверхности и выравнивали кромки.

Такое выравнивание заготовок необходимо для устранения искривлений, вмятин и зазубрин, после чего заготовку из пенополистирола предварительно очищают от технологической пыли и ворса.

Важным является снятие статического напряжения при помощи активных нейтрализаторов устройством очистки.

Такое устройство скомпоновано в единый блок с вакуумным насосом. Заготовку затем автоматически подают на ультрафиолетовую сушку и обработку коронным разрядом в устройстве 5 с электродами.

Особым этапом нового способа является особый визуальный контроль качества при равномерной освещенности 320 лк (в другом случае - 300 лк) с расстояния 0,6 (в другом примере 0,7 и 0,8 м). Затем перемещают полученное изделие в сушильный шкаф для окончательного высыхания покрытия с помощью горячего воздуха, после чего дополнительно проводят выдержку изделий при температуре (22±5)°С 2,5 часа (в другом примере 3 часа) и кондиционирование в течение суток для возможности последующей проверки стойкости покрытия.

Испытания проводят при относительной влажности (50±5)%.

Маркировку, упаковку и комплектность проверяют визуально.

Соответствие плиток и плинтусов показателям внешнего вида определяют визуально путем сравнения с образцами-эталонами отрезков плинтуса длиной не менее 250 мм при равномерной освещенности не менее 300 лк с расстояния 0,6-0,8 м.

Сущность изобретения поясняется чертежом (Фигура 1), на котором показаны:

1 - флексографический блок с печатными секциями и емкостью с краской

2 - средство для предварительной сушки

3 - сушильный термотуннель

4 - средство для очистки заготовок

5 - устройство для создания коронного разряда

Устройство работает следующим образом. Заготовку из пенополистирола предварительно очищают от технологической пыли и ворса с помощью средства очистки 4, скомпонованного в единый блок с вакуумным насосом.

После очистки заготовку укладывают на позиционный стол (не показан) для последующей автоматической подачи к средству 2 для предварительной УФ-сушки, расположенному непосредственно перед загрузочным столом.

Средство для очистки заготовок установлено перед средством для предварительной сушки с возможностью перемещения относительно заготовок.

Средство для очистки заготовок скомпоновано в единый блок с вакуумным насосом (на чертеже не показано).

Устройство снабжено для обработки заготовки коронным разрядом (с помощью средства 5 для создания коронного разряда с коронирующими электродами).

УФ-сушка в данном устройстве дала неожиданный результат - более эффективно удаляла конденсат с поверхности пенополистирола.

Затем каждая заготовка автоматически с помощью цепной подачи перемещается к флексографическому блоку 1 для нанесения покрытия и после выхода плитки (панели) из блока поступает в сушильный термотуннель 3.

Готовую панель после визуального контроля качества перемещают в сушильный шкаф для окончательного высыхания всех нанесенных слоев покрытия с помощью горячего воздуха. Затем многоцветные изделия направляют в термоупаковочную машину для упаковки пленкой ПВХ и расфасовки в картонные коробки.

Благодаря тому, что устройство для флексографического нанесения покрытия на заготовки из пенополистирола снабжено средством для очистки заготовок от технологических волокон и пыли и снятия статического напряжения при помощи активных нейтрализаторов, которое скомпоновано в единый блок с вакуумным насосом, повышается качество впитывания краски при нанесении покрытия на заготовки (плитки, панели) из пенополистирола.

С помощью заявленного способа достигают отклонения цветности на окрашиваемой поверхности изделий не более 1% на 500 мм длины изделия.

Таким образом, заявленная группа изобретений обеспечивает достижение указанного технического результата.

Изобретения относятся к изготовлению отделочных элементов, таких как плитки, плинтусы, панели и другие строительные и декоративные изделия из полимерных материалов, в частности из полистирола. Описан способ изготовления декоративных изделий из пенополистирола с красочным покрытием, включающий предварительную сушку заготовки, нанесение водной краски на поверхность заготовки из полистирола флексографским способом, и сушку в термотуннеле, в котором предварительно удаляют с поверхности заготовок жировые и масляные пятна, зачищают и удаляют надрезы и царапины с поверхности и выравнивают кромки заготовок для устранения искривлений, вмятин и зазубрин, после чего заготовку из пенополистирола предварительно очищают от технологической пыли и ворса и снимают статическое напряжение при помощи активных нейтрализаторов устройством очистки, скомпонованным в единый блок с вакуумным насосом, заготовку автоматически подают на ультрафиолетовую сушку и обработку коронным разрядом, проводят визуальный контроль качества при равномерной освещенности не менее 300 лк с расстояния 0,6-0,8 м и перемещают полученное изделие в сушильный шкаф для окончательного высыхания покрытия с помощью горячего воздуха, после чего дополнительно проводят выдержку изделий при температуре (22±5)°C не менее 3 ч и кондиционирование в течение суток для возможности последующей проверки стойкости покрытия. Также описано устройство для реализации способа. Технический результат: получение красочного покрытия изделий улучшенного качества. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

1. Способ изготовления декоративных изделий из пенополистирола с красочным покрытием, включающий предварительную сушку заготовки, нанесение водной краски на поверхность заготовки из полистирола флексографским способом и сушку в термотуннеле, отличающийся тем, что предварительно удаляют с поверхности заготовок жировые и масляные пятна, зачищают и удаляют надрезы и царапины с поверхности и выравнивают кромки заготовок для устранения искривлений, вмятин и зазубрин, после чего заготовку из пенополистирола предварительно очищают от технологической пыли и ворса и снимают статическое напряжение при помощи активных нейтрализаторов устройством очистки, скомпонованным в единый блок с вакуумным насосом, заготовку автоматически подают на ультрафиолетовую сушку и обработку коронным разрядом, проводят визуальный контроль качества при равномерной освещенности не менее 300 лк с расстояния 0,6-0,8 м и перемещают полученное изделие в сушильный шкаф для окончательного высыхания покрытия с помощью горячего воздуха, после чего дополнительно проводят выдержку изделий при температуре 22±5°C не менее 3 ч и кондиционирование в течение суток для возможности последующей проверки стойкости покрытия.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на заготовку дополнительно наносят декоративное покрытие толщиной не менее 50 мкм.

3. Устройство для реализации способа по любому из пп. 1, 2, включающее по меньшей мере одну флексографическую машину с печатными секциями и емкостью с краской, расположенное перед ней по направлению продвижения заготовок средство для предварительной сушки с установленным на раме с транспортерной лентой сушильным термотуннелем для заготовок с нанесенным покрытием и установленную после флексографической машины по направлению продвижения заготовок раму с транспортерной лентой и средством для очистки заготовок, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено коронирующими электродами для обработки заготовки коронным разрядом, средство для предварительной сушки выполнено в виде туннельной ультрафиолетовой сушки, а средство для очистки заготовок от технологических волокон, пыли и снятия статического напряжения при помощи активных нейтрализаторов скомпоновано в единый блок с вакуумным насосом, а емкость с краской снабжена ультразвуковым смесителем.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что оно снабжено последовательно установленными дополнительными флексографическими блоками по количеству наносимых слоев покрытия.