PL232125B1 - Sposób dekoracji powierzchni elementów z PVC - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób dekoracji powierzchni wyrobów z PVC.

Szereg przedmiotów wyposażenia budynków i mieszkań, w szczególności przedmiotów z zakresu stolarki budowlanej oraz elementów będących składnikami takich wyrobów, jest wykonywanych z tworzywa sztucznego. Zewnętrzna faktura takich elementów to charakterystyczna powierzchnia wynikająca z właściwości fizycznych materiału z którego jest zrobiony, oraz sposobu jego obrobienia lub dodatków i zanieczyszczeń wyjściowego materiału. Może ona być gładka, chropowata, falista, niejednolita, pomarszczona. Często określana jest również poprzez porównania do innych materiałów posiadających ogólnie rozpoznawalną i charakterystyczną fakturę, np. aksamitna, skórzasta, faktura płótna.

W poszukiwaniu ciekawego wzornictwa i odpowiedniej faktury powierzchni wyrobów, użytkownicy chętnie stosują wyroby drewniane, których powierzchnia jest postarzana z rustykalnym wyglądem. Dla uzyskania takiego wyglądu zastosowany jest proces technologiczny powierzchniowej obróbki drewna zwany strukturyzacją, której celem jest nadawanie drewnu postarzonego (rustykalnego) wyglądu poprzez wyeksponowanie naturalnego rysunku drewna.

W odniesieniu do elementów drewnianych, strukturyzacja jest procesem znanym. Polega na zastosowaniu odpowiednich szczotek, zwykle drucianych, przy pomocy których następuje wycieranie miękkich przyrostów drewna jednocześnie uwypuklając twardsze. Po wykonaniu postarzenia, powierzchnia sprawia wrażenie intensywnie użytkowanej przez lata i uzyskuje specyficzny rustykalny wygląd struktury przestrzennej. Kolejnym etapem procesu jest szlifowanie odpowiednimi szczotkami, na przykład szczotkowanie z zastosowaniem głowicy tynexowej, której celem jest usunięcie postrzępionych włókien z powierzchni drewna oraz wygładzenie ostrych krawędzi porów powstałych w wyniku pracy szczotki drucianej. W trzecim etapie stosuje się głowicę z wymiennymi szczotkami ściernymi, które odpowiednio dobrane gwarantują ostateczne wygładzenie powierzchni oraz przygotowanie do bejcowania i lakierowania.

Przedstawiony wyżej proces strukturyzacji drewna, jak wynika to z samej nazwy, jest stosowany do drewna, to jest takiego tworzywa, które posiada słoje twarde i miękkie. Użyte w procesie szczotki wycierają zasadniczo tylko miękkie warstwy drewna i dlatego w tym przypadku proces przebiega zgodnie z założonym celem.

Znane są także wyroby z tworzyw sztucznych posiadające dekoracje drewnopodobne na swej powierzchni uzyskiwane poprzez okleinowanie ich foliami z PVC z wzorami imitującymi powierzchnię wyrobu drewnianego.

Imitację usłojenia drewnopodobnego, na przyklejonych do wyrobów z PVC foliach, uzyskuje się poprzez metodę nadruku bądź delikatnego wytłoczenia na powierzchni folii wzoru usłojenia drewnopodobnego wraz z nadrukiem kolorystycznym. Z tego powodu są to zwykle imitacje płaskie lub o bardzo małej głębokości. Wadą tego rozwiązania są wysokie koszty wykonania tej dekoracji oraz wysoka podatność folii na mechaniczne, trudne do naprawienia uszkodzenia.

Jeszcze innym znanym sposobem uzyskiwania na powierzchni wyrobów z PVC struktury imitującej usłojenie drewnopodobne jest technologia zwana kalandrowaniem. Polega ona na odciskaniu wzoru na powierzchni gorącego, wychodzącego z ustnika głowicy formującej, profilu z PVC poprzez wyprofilowane rolki. Wadą tego systemu jest możliwość dekoracji wyłącznie profili pełnych - bez pustych przestrzeni wewnątrz.

Z opisu patentowego WO 2004/035263 A2 znany jest sposób ukształtowania powierzchni profili, podłogi i tym podobnych przez szczotkowanie. Według tego sposobu szczotki są umieszczone obok siebie i w pewnej odległości w kierunku przesuwu półfabrykatów. Szczotki w kolejnych rzędach są ustawione na zakładkę i naprzemiennie w stosunku do szczeliny między szczotkami w poprzednim rzędzie. Ilość rozmieszczonych osiowo szczotek jest uzależniona od szerokości powierzchni przeznaczonej do obróbki. Wałki obrotowe, na których zamocowane są szczotki, są ustawione równolegle względem siebie i prostopadle do kierunku transportu. Obrabiana powierzchnia jest szczotkowana przeciwnie do kierunku obrotu szczotek. Obróbka powierzchni odbywa się przy zastosowaniu parametrów: względna prędkość obwodowa między powierzchnią szczotki a powierzchnią obrabianą od 10 m/s do 15 m/s, co odpowiada prędkości obrotowej szczotki o średnicy 25 cm pomiędzy 800 obrotów/min do 900 obrotów/minutę przy prędkości posuwu 1 m/s do 2 m/s. Przy stosowaniu tego sposobu szczeciny szczotki wskutek występowania siły odśrodkowej wcinają się w strukturę powierzchni obrabianej płyty a zewnętrzne szczeciny boczne osiowo migrują na zewnątrz, dzięki czemu rowki w kierunku przesuwu transportowego nie są równoległe lecz ukształtowane jako wzór słoju drewna. Ujawniony sposób obróbki ma zastosowanie w szczególności do powierzchni elementów z drewna, w których wzór słoju jest łatwo wydobyć.

PL 232 125 B1

Z opisu patentowego JP 2013 212695 A znane jest urządzenie do obróbki powierzchniowej i sposób wykonywania obróbki powierzchniowej płyt wiórowych, których powierzchnię stanowi warstwa powstała drogą sprasowania pulweryzowanej celulozy zmieszanej z żywicą, tak aby można było uzyskać na powierzchni wyraźną strukturę składającą się z licznych włókien drewna o nieregularnej grubości, gęstości i ułożeniu nieparalelnym w stosunku do obrabianej krawędzi. Urządzenie zawiera transporter przesuwający płyty oraz obracające się szczotki obrotowe dociskane do obrabianej powierzchni. Szczotki obrotowe zawierają przyczepione na obwodzie liczne druty stalowe. Zarówno grubość poszczególnych drutów, jak i wzajemna odległość między nimi nie są ustalone. W trakcie przesuwania płyt, szczotki obracają się zgodnie, lub przeciwnie do kierunku przesuwu. Na osi obrotu montuje się kilka szczotek obrotowych z nieustalonymi odstępami między nimi, które pokrywają całą szerokość obrabianych płyt. Według niniejszego opisu, sposób obróbki powierzchniowej wykonywany za pomocą ujawnionego urządzenia polega na tym, że na powierzchni płyty uzyskuje się widoczne rowki imitujące słoje drewna, przy czym płyty na których wykonywane są rowki umiejscowione są na transporterze tak, aby krawędź obrabianej powierzchni płyty nie była paralelna do kierunku przesuwu. Ujawniony tu sposób obróbki ma zastosowanie głównie do płyt wiórowych, w których w warstwie powierzchniowej są liczne wtrącenia celulozowe. W te miejsca, podczas obróbki, wcinają się stalowe druty obrotowej szczotki, przez co uzyskuje się rowki imitujące słoje drewna. Jednakże, ze względu na ustaloną wzajemność obrotów szczotek zamocowanych na wałku prostopadle ustawionym do kierunku wzdłużnego przesuwu transportera, słoje te są na ogół równoległe do siebie i przebiegają z wzdłużnymi przerwami, co nie gwarantuje uzyskania wzoru najbardziej zbliżonego do słoi drewna. Powodem jest to, że linie wzoru są zasadniczo równoległe i występują z przerwami a ponadto sposób jest stosowany głównie do elementów z powierzchnią zawierającą wtrącenia celulozowe.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu dekoracji powierzchni elementów z PVC, w szczególności elementów komorowych, po przeprowadzeniu którego, powierzchnia tego elementu będzie posiadać szlachetny wygląd powierzchni strukturyzowanego elementu z drewna. Powierzchnia elementów z PVC, jako półfabrykatów, podlegająca obróbce, jest gładka i o jednorodnej strukturze, przez co rozpoczęcie wcinania się drucików obracającej się drucianej szczotki jest utrudnione a także wręcz niemożliwe jest uzyskanie słoi o kształcie krzywej linii i w nieregularnych odstępach. Zadawalający wygląd powierzchni elementu z jednorodnego PVC, najbardziej zbliżony do naturalnych słoi drewna a także łatwość rozpoczynania wcinania drucików szczotki w gładką powierzchnię tego elementu, uzyskuje się przez zastosowanie sposobu według wynalazku polegającego na tym, że:

w pierwszym etapie, przy użyciu obrabiarki wyposażonej w przesuwny stół z mechanicznym posuwem o regulowanej szybkości i wrzeciono o osi prostopadłej do kierunku przesuwu stołu posiadające regulowaną prędkość obrotową i możliwość dosunięcia z regulowanym dociskiem do obrabianego przedmiotu, wycina się na powierzchni elementu wzór w postaci podłużnych nieregularnych linii imitujących postarzone drewno, za pomocą drucianej walcowej szczotki o wymiarze średnicy zewnętrznej od 0 80 do 0 400 mm a w następnym etapie powierzchnię z uzyskanym wzorem poddaje się obróbce stępienia ostrych krawędzi i usunięcia zadziorów.

Istotą wynalazku jest to, że do wycinania wzoru stosuje się szczotkę utworzoną ze stalowych lub mosiężnych drutów o średnicy 0 0,2 do 0 0,5 mm osadzoną na wrzecionie obrabiarki tak, że oś jej walca jest nachylona do osi wrzeciona pod kątem od 1° do 3°. Przez takie zamocowanie szczotki na wrzecionie obrabiarki kolejne końce drutów szczotki, w czasie obrotu, przemieszczają się na boki w jedną i drugą stronę. Ponadto zostają głębiej lub płycej dosunięte do obrabianej powierzchni. W połączeniu z zastosowaną prędkością obrotową szczotki w zakresie od 100 do 800 obr/min. i zastosowaną prędkością posuwu stołu od 0,7 do 1,2 m/min uzyskuje się kształt wycinanego wzoru podobny do wyglądu naturalnego rysunku postarzonego drewna. Linie obrazujące słoje drewna nie są liniami prostymi i nie są do siebie równoległe a także, ze względu na odpowiednią wielkość posuwu wzdłużnego, nie posiadają przerw.

Powierzchnię z uzyskanym wzorem poddaje się obróbce stępienia ostrych krawędzi i usunięcia zadziorów za pomocą szczotkowania głowicą tynexową. Tę czynność można także przeprowadzić przez gradowanie ręczne lub mechaniczne materiałami ściernymi lub za pomocą piaskowania.

Sposób według wynalazku posiada szereg cennych zalet. Głównie to, że wycięty na powierzchni elementu wzór imitujący słoje naturalnego drewna, jest, tak samo jak słoje drewna, niepowtarzalny w żadnej części powierzchni. Niepowtarzalność uzyskuje się dzięki temu, że końce drutów walcowej szczotki zamocowanej pod kątem na obracającym się wrzecionie, wykonują wahliwy ruch na boki i równocześnie są bardziej lub mniej dosuwane do powierzchni obrabianego wyrobu a także same również

PL 232 125 B1 podlegają sprężystemu ugięciu. Wycięte słoje mogą być płytsze lub głębsze, co zależy od wielkości dosunięcia walcowej szczotki do obrabianej powierzchni.

Ważną zaletą jest również to, że dekoracja sposobem według wynalazku jest tańsza od innych sposobów a zwłaszcza naklejania na wyrób z PVC folii z wykonanym wzorem imitującym słoje drewna.

Dla zobrazowania efektu jaki uzyskuje się w wyniku zastosowania sposobu według wynalazku, na rysunku przedstawiony jest fragment ościeżnicy drzwi w widoku perspektywicznym z widocznym wzorem na bocznych powierzchniach.

Przykład wykonania sposobu

W przykładowym wykonaniu, wzór wykonany jest na podłużnym elemencie o przestrzennym przekroju poprzecznym stanowiącym ościeżnicę drzwi. Powierzchnie profili ościeżnicy, na których mają być wzory, zostały wykonane w trakcie procesu ekstruzji jako gładkie. Element mocuje się do stołu obrabiarki, po czym w pierwszym etapie wycina się na jego gładkiej, płaskiej powierzchni wzór postarzonego drewna za pomocą drucianej walcowej szczotki zamocowanej na wrzecionie obrabiarki. Zastosowano walcową szczotka utworzoną ze stalowych drutów o średnicy 0 0,4 mm i posiadającą wymiar średnicy zewnętrznej od 0 120 mm. Walcowa szczotka osadzona została na wrzecionie z kątem przechylenia 1,2° w stosunku do osi wrzeciona. Zastosowano parametry robocze obrabiarki: prędkość obrotowa wrzeciona z zamocowaną szczotką - 200 obr/min., prędkość posuwu stołu z zamocowanym elementem obrabianym - 0,8 m/min. Po wykonaniu wzoru, w następnym etapie powierzchnię elementu poddaje się obróbce stępienia ostrych krawędzi i usunięcia zadziorów za pomocą szczotkowania głowicą tynexową. Czynność tę wykonuje się na tej samej, lub podobnej obrabiarce wyposażonej w stół z mechanicznym napędem a na jej wrzecionie mocuje się głowicę tynexową lub walcową szczotkę z włókniny szlifierskiej. Parametry robocze, przy wykonywaniu tej czynności, ustawia się według zaleceń dla danej głowicy.

W końcowym etapie powierzchnia jest odtłuszczana i lakierowana lakierami z użyciem patyny.

W odmiennym wykonaniu powierzchnię z uzyskanym wzorem poddaje się obróbce stępienia ostrych krawędzi i usunięcia zadziorów za pomocą piaskowania, bądź ręcznego gradówania włókniną szlifierską o odpowiedniej granulacji.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób dekoracji powierzchni elementów z PVC, w którym powierzchnia uzyskuje wygląd postarzonego, naturalnego wzoru drewna poprzez etapowe oddziaływanie a w końcowych etapach powierzchnia jest wygładzana, odtłuszczana i lakierowana lakierami jednobarwnymi bądź z użyciem patyn, gdzie w pierwszym etapie, przy użyciu obrabiarki wyposażonej w przesuwny stół z mechanicznym posuwem o regulowanej wielkości i wrzeciono o osi prostopadłej do kierunku przesuwu stołu posiadające regulowaną prędkość obrotową i możliwość dosunięcia z regulowanym dociskiem do obrabianego przedmiotu, na powierzchni elementu, wycina się wzór postarzonego drewna za pomocą drucianej walcowej szczotki o wymiarze średnicy zewnętrznej od 0 80 do 0 400 mm a w następnym etapie powierzchnię z uzyskanym wzorem poddaje się obróbce stępienia ostrych krawędzi i usunięcia zadziorów, znamienny tym, że zastosowana szczotka utworzona jest ze stalowych lub mosiężnych drutów o średnicy 0 0,2 do 0 0,5 mm i jest osadzona na wrzecionie tak, że oś tego walca jest nachylona do osi wrzeciona pod kątem od 1° do 3°.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się prędkość obrotową szczotki w zakresie od 100 do 800 obr/min.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się prędkość posuwu stołu od 0,7 do 1,2 m/min.
4. 4. Sposób według każdego z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że powierzchnię z uzyskanym wzorem poddaje się obróbce stępienia ostrych krawędzi i usunięcia zadziorów za pomocą szczotkowania głowicą tynexową.
5. 5. Sposób według zastrzeżeń 1 do 4, znamienny tym, że powierzchnię z uzyskanym wzorem poddaje się obróbce stępienia ostrych krawędzi i usunięcia zadziorów za pomocą gradowania materiałami ściernymi.
6. 6. Sposób według zastrzeżeń 1 do 4, znamienny tym, że powierzchnię z uzyskanym wzorem poddaje się obróbce stępienia ostrych krawędzi i usunięcia zadziorów za pomocą piaskowania.