PT1417091E

PT1417091E - Processo de fabrico por estampagem alinhada

Info

Publication number: PT1417091E
Application number: PT02752271T
Authority: PT
Inventors: Eugenio Cruz Garcia
Original assignee: Faus Group Inc
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2011-04-11
Also published as: HK1065976A1; AU2009200279B2; BR0211326B8; US6638387B2; ES2361735T3; ES2718451T3; WO2003006232A1; TR201900977T4; MXPA04000378A; DE60239619D1; CN1541158A; DK1417091T3; US20040016501A1; CA2453462A1; CN100546824C; PT3263326T; US20030010427A1; JP2004534672A; CN1868739A; RU2316636C2

Description

DESCRIÇÃO "PROCESSO DE FABRICO POR ESTAMPAGEM ALINHADA"

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Campo da Invenção A presente invenção refere-se a materiais laminados. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um método para fabricar materiais laminados tendo motivos decorativos e texturas de superfície que são estampados mecanicamente em alinhamento com os motivos decorativos.

Devido ao seu aspecto e toque, os materiais de construção e acabamento tradicionais, tais como madeiras finas, ardósia, granito, pedras, tijolo e betão são, em geral, preferidos pelos consumidores. No entanto, a produção e instalação destes materiais tendem a ser dispendiosas. Por exemplo, embora um soalho de madeira maciça tenha uma aparência luxuosa altamente valorizada, na prática, os materiais requeridos e o trabalho requerido para instalar estes soalhos podem ser excessivamente dispendiosos. Há muitas alternativas aos materiais de construção e revestimento tradicionais, incluindo painéis laminados e laminados de alta pressão (HPL). No entanto, em geral, estas alternativas não possuem a aparência e textura realistas dos materiais de construção e revestimento tradicionais. Por exemplo, a maioria das alternativas tendo uma superfície 1 exterior com um motivo de madeira parecem falsas e, deste modo, podem ser facilmente identificadas como algo que não madeira tradicional. Além disso, enquanto os painéis laminados de elevada qualidade ou painéis HPL podem assemelhar-se visualmente a uma madeira tradicional, as suas texturas revelam facilmente que não são.

Um problema com a maioria das alternativas aos materiais de construção e revestimento tradicionais é que as texturas da sua superfície não coincidem com os seus motivos decorativos. Por exemplo, uma representação visual de um nó de madeira não coincida com as características de textura da superfície de um nó de madeira. Isto reduz, de um modo significativo, a atracção da alternativa para os consumidores.

Uma abordagem da técnica anterior para combinar a textura da superfície de um material alternativo com o seu motivo decorativo é a estampagem química. Na estampagem química, a textura da superfície do material alternativo é desenvolvida fazendo reagir quimicamente uma tinta que forma o motivo decorativo com um agente adicionado a uma camada sub-superficial. Embora relativamente bem sucedida, à textura de superfície resultante tende a faltar a nitidez da textura e as características tridimensionais dos materiais tradicionais.

Uma outra alternativa aos materiais de construção e revestimento tradicionais, são painéis DPL (laminados por pressão directa). No entanto, esta alternativa também não produz um resultado satisfatório.

Foi sugerido um outro método de formar uma textura de superfície de um material alternativo, sendo esse método um 2 painel DPL com estampagem mecânica. Este método é interessante por causa da possibilidade de elevada nitidez da textura e caracteristicas tridimensionais de elevada qualidade. No entanto, estampar mecanicamente a textura da superfície para combinar o motivo decorativo de tal modo que o produto resultante tenha o aspecto e toque de um material de construção e revestimento tradicional (em seguida referido como estampagem alinhada) tem sido problemático devido à dificuldade extrema de alinhar com precisão a estampagem mecânica com o motivo decorativo. Além disso, a dificuldade de manter com precisão um alinhamento da estampagem alinhada durante a produção impediu os sistemas mecânicos de estampagem alinhada de se transformarem numa realidade. 0 documento US 3814647 refere-se a um método para produzir um laminado decorativo de alta pressão com estampagem alinhada. 0 alinhamento entre a decoração e a estrutura é conseguido proporcionando uma camada de tinta de impressão sobreposta sobre a superfície superior do laminado decorativo de alta pressão, sendo a camada de tinta estruturada durante a estampagem. A folha ou placa impressa com tinta é manuseada como uma única unidade que é capaz de, simultaneamente, estampar e colorir um laminado de alta pressão com alinhamento adequado 0 documento GB 1262850 divulga um método para produzir laminados decorativos com superfícies estampadas. A deposição de camadas do laminado descrito neste documento compreende curar termicamente folhas núcleo de papel Kraft impregnadas em resina sintética e uma folha de impressão dotada de um padrão decorativo impresso, impregnada com a resina de cura térmica. O padrão de estampagem é formado numa folha separada de papel ou 3 sobre a folha de impressão (ou folha decorativa) ou sobre uma película removível.

Consequentemente, existe uma necessidade de um método de trabalho para fabricar materiais alternativos de construção ou revestimento onde as alternativas tenham a aparência e toque realistas de produtos tradicionais. Um método para produzir mecanicamente produtos alternativos por estampagem alinhada seria ainda mais benéfico. Mais benéfico ainda seria um método para produzir mecanicamente produtos alternativos por estampagem alinhada que sejam comercialmente viáveis.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Os princípios da presente invenção proporcionam um método para fabricar materiais alternativos de construção e revestimento que têm motivos decorativos e texturas de superfície que são estampados mecanicamente em alinhamento com os motivos decorativos.

Um método de acordo com os princípios da presente invenção inclui marcar um bordo de referência num painel e, em seguida, posicionar um papel embebido em resina tendo: um motivo decorativo nesse painel utilizando o bordo de referência de tal modo que o motivo decorativo tenha uma posição predeterminada relativamente ao bordo de referência. De um modo benéfico, faz-se aderir o papel ao painel utilizando electricidade estática. 0 painel e o papel são, em seguida, movidos para uma máquina de prensagem e posicionados com precisão no interior da máquina de prensagem, utilizando o bordo de referência como uma guia, de modo a que o motivo decorativo assuma uma posição 4 predeterminada relativamente a uma placa de prensagem tendo uma temperatura predeterminada. A máquina de prensagem é fechada e a placa de prensagem quente comprime o papel no interior do painel com uma força predeterminada por um período de tempo predeterminado.

De um modo benéfico, a resina e o papel são cuidadosamente controlados relativamente às dimensões e composição do material. De um modo benéfico, o papel é fabricado por um fornecedor, numa máquina, utilizando materiais do mesmo fornecedor e com especial atenção aos materiais de celulose, sentidos de enrolamento da bobina e tensões de enrolamento da bobina. De um modo benéfico, a resina é fabricada por um fornecedor, utilizando um recipiente de reacção, utilizando materiais da mesma origem e com especial atenção à mistura de materiais e teor de sólidos. A placa de prensagem, que tem uma superfície tridimensional, é, de um modo benéfico, fabricada de modo a que a superfície da placa de prensagem se alinhe com o motivo decorativo quando a placa de prensagem é aquecida até à sua temperatura de funcionamento.

Na prática, em geral, é melhor utilizar uma resina de cura lenta e temperaturas de funcionamento de estampagem mais baixas do que na técnica anterior. Isto melhora a qualidade da superfície final.

Se a textura da superfície for suficientemente irregular para perturbar, de modo significativo, a distribuição de pressão sobre o papel e o painel durante a estampagem, o painel pode, de um modo adequado, ser escavado antes da estampagem, para regularizar a distribuição da pressão. 5

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Nos desenhos, nos quais números e letras de referência idênticos indicam partes correspondentes ao longo das várias vistas: A Figura 1 ilustra um conjunto de substrato adequado para ser mecanicamente estampado em alinhamento; A Figura 2 ilustra uma prensa para produzir um produto de estampagem alinhada; e A Figura 3 ilustra um produto de estampagem alinhada.

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DA FORMA DE REALIZAÇÃO ILUSTRADA

Os princípios da presente invenção são incorporados num método subsequentemente descrito para produzir mecanicamente um produto de construção ou revestimento por estampagem alinhada. No entanto, deve compreender-se que, embora a forma de realização ilustrada seja adequada para implementar produtos de estampagem alinhada, outros especialistas nas técnicas aplicáveis reconhecerão numerosas alternativas e variações. Consequentemente, a presente invenção destina-se a abranger todas as alternativas e variações que estejam enquadradas pelos termos amplos das reivindicações que se seguem.

Os próprios laminados por pressão directa (DPL) são bem conhecidos. Olhando, agora, para a Figura 1, os laminados por pressão directa da técnica anterior são, tipicamente, fabricados a partir de um painel 4 de base, que é um painel de fibras ou um 6 painel de partículas de média densidade ou alta densidade. Em seguida, uma ou mais folhas 6 de papel Kraft (para maior clareza, a Figura 1 mostra apenas uma folha de papel) impregnadas com resinas seleccionadas são posicionadas sobre e/ou sob o painel 4 de base. Em seguida, uma folha 8 decorativa de papel de celulose de cerca de 0,15 mm de espessura e impregnada com uma solução de melamina é colocada sobre a folha de papel Kraft. Sobre a folha 8 de papel decorativo de celulose está uma ou mais folhas 10 de revestimento protector. A folha de revestimento é feita de um papel altamente resistente tendo corindo (AL203) impregnado numa solução de melamina. É, igualmente, possível incluir diferentes papéis entre a folha decorativa de papel de celulose e o painel de base. A estrutura da Figura 1 é, em seguida, comprimida sob calor (180-220 °C) e pressão (aproximadamente 20-30 kg/cm2) até à cura térmica das resinas. O resultado é um produto extremamente duro e permanente chamado "laminado por pressão directa (DPL)".

Os princípios da presente invenção referem-se a laminados por pressão directa melhorados. Nestes laminados por pressão directa a textura de superfície do produto terminado é alinhada com o motivo decorativo numa folha de papel. Esta textura de superfície é produzida por uma máquina de prensagem, tal como a ilustrada na Figura 2. Com referência a esta figura, para produzir um laminado por pressão directa de acordo com os princípios da presente invenção, um substrato 20 de painel, uma folha 14 de papel decorativo embebida em resina de melamina e uma ou mais folhas 16 de revestimento protector (e, possivelmente, outras folhas, tais como uma folha 18 de base) são posicionadas com precisão numa máquina de prensagem. Esta máquina de prensagem inclui uma base 22, uma prensa 24 superior 7 e uma placa 26 de prensagem tendo uma superfície tridimensional. De um modo significativo, a superfície da placa de prensagem (subsequentemente descrita mais pormenorizadamente) inclui saliências e/ou depressões que estão alinhadas com um motivo decorativo na folha 14 de papel decorativo. 0 substrato 20 de painel, a folha 14 de papel decorativo e a folha 16 de revestimento protector (e a folha 18 de base, se presente) são, em seguida, aquecidas a 160-220 °C e comprimidas conjuntamente a 20-40 kg/cm2 durante 20 a 60 segundos. Isto cura a melamina e forma um produto laminado por pressão directa com estampagem alinhada.

No que se refere, agora, à Figura 3, o laminado 40 por pressão directa resultante tem uma textura de superfície, estampada pela placa 26 de impressão, que está alinhada com um motivo 28 decorativo na folha 14 de papel decorativo. Alinhamento significa que a textura estampada coincide ou combina com o motivo decorativo da folha 14 de papel decorativo para proporcionar uma imitação realista de um material natural.

As diversas folhas mostradas na Figura 2 são semelhantes às das folhas laminadas por pressão directa da técnica anterior mostradas na Figura 1, mas as folhas da Figura 2 têm parâmetros rigorosamente controlados (como discutido subsequentemente). O substrato 20 de painel pode ser um painel de fibras de média densidade ou de alta densidade (painel de partículas). Antes de entrar na máquina de prensagem, a folha 14 de papel decorativo, a ou as folhas 16 de revestimento protector e a folha 18 de base (se utilizada) são posicionadas no substrato 20 de painel. De um modo benéfico, essas folhas são unidas ao substrato do painel utilizando electricidade estática. Além disso, as folhas 16 de revestimento protector e a folha 18 de base podem ser impregnadas com uma resina, que não necessita de ser a mesma resina de melamina utilizada para impregnar a folha 14 de papel decorativo.

Embora o se tenha descrito, em geral, compressão e aquecimento ao fabricar produtos por estampagem alinhada, conhecimentos adicionais podem ser úteis.

Em primeiro lugar, vários parâmetros das resinas e dos papéis devem ser controlados de tal modo que sejam asseguradas dimensões rigorosas, particularmente no que se refere à dilatação, tal como durante a impregnação. Em particular, o papel tem que ser muito homogéneo para produzir dilações cuidadosamente controladas no lado longo e no lado curto. É conveniente assegurar que o papel venha do mesmo fabricante. Além disso, esse fabricante apenas deve utilizar pasta de celulose de uma origem. Esse fabricante deve, igualmente, fabricar todo o papel na mesma máquina de fazer papel, utilizando fibras de papel com teor de cinza cuidadosamente controlado e uma cor consistente. Além disso, o fabricante deve fornecer papel a partir da mesma posição na bobina de fabrico. De igual modo, o fabricante de papel não deve rebobinar o papel visto que isso pode modificar a orientação das fibras de papel. 0 que se descreveu ajuda a garantir que os papéis impregnados terão sempre as mesmas dimensões finais.

Além disso, o armazenamento do papel fornecido antes da utilização é, igualmente, importante. 0 tempo, temperatura e humidade devem ser controlados cuidadosamente para ajudar a assegurar um papel consistente. 9

Todas as resinas (tais como a melamina) devem, igualmente, ser cuidadosamente controladas. É conveniente assegurar que as resinas provenham do mesmo fabricante. Além disso, esse fabricante deve apenas utilizar pó (de melamina) da mesma fonte, deve assegurar que todos os aditivos tenham a mesma qualidade e sejam da mesma origem e deve misturar as resinas no mesmo reactor. Deve ser tomado um grande cuidado para assegurar que as resinas fornecidas tenham um teor de sólidos constante. De novo, o que se descreveu ajuda a garantir que os papéis impregnados tenham sempre as mesmas dimensões finais.

Além disso, o próprio processo de impregnação deve ser cuidadosamente controlado. Ao mergulhar o papel na resina de melamina para impregnar o papel, o papel deve ser submetido a uma carga constante e uniforme de melamina. Isto assegura a absorção homogénea das resinas no papel. Para ajudar a assegurar uma carga constante e uniforme, deve ser utilizada a mesma máquina de impregnação para todos os papéis. Além disso, a tensão da correia da máquina de impregnação e as oscilações da correia, que são muito importantes para o resultado final, devem ser controladas com muita precisão. 0 controlo rigoroso do papel e resina acima descrito é importante. Como a textura do motivo decorativo é estampada no papel impregnado, para obter um produto de qualidade é requerido um conhecimento exacto das dimensões do papel impregnado. Uma vez que aquelas dimensões estejam estabelecidas é possível a estampagem alinhada utilizando uma placa de prensagem pré-fabricada. A placa de prensagem deve ser concebida cuidadosamente, de modo a que a placa de prensagem tenha as dimensões correctas à 10 temperatura de funcionamento. Quando a placa de prensagem está na máquina de prensagem, a placa de prensagem está quente, o que faz com que a placa de prensagem dilate. É quando a placa de prensagem está dilatada que a textura da placa de prensagem deve combinar com o motivo decorativo do papel decorativo impregnado. Consequentemente, as dimensões do motivo decorativo devem compensar as dilatações da placa de prensagem quente. A informação do motivo decorativo é fornecida ao fabricante da placa de prensagem que, em seguida, fabrica uma placa de prensagem que está alinhada correctamente, quando quente, com o motivo decorativo.

Com um papel correctamente impregnado e uma placa de prensagem correctamente concebida é possível a estampagem com alinhamento. No entanto, posicionar a folha 14 de papel decorativo impregnado no substrato 20 de painel relativamente à placa de prensagem deve ser feito com muita precisão para permitir um resultado de qualidade da estampagem alinhada. Deve ser levado em consideração o facto de, quando a prensa está fechada e o painel está sob pressão, dever ser assegurada a coincidência entre a estrutura da placa de prensagem e o motivo decorativo do papel. A coincidência é conseguida utilizando o seguinte processo geral. Em primeiro lugar, o substrato 20 de painel é marcado removendo 2 ou 3 mm de cada bordo. Isto produz vários planos de referência, os bordos do painel e um painel tendo dimensões rigorosamente controlados. Em seguida, uma folha 14 de papel decorativo impregnado tendo uma dimensão exterior que é 8 ou 10 mm menor do que o substrato 20 de painel é cuidadosamente posicionada no substrato 20 de painel utilizando um sistema de 11 posicionamento que utiliza os bordos do painel como uma referência. A folha 14 de papel decorativo é unida, de um modo benéfico, ao substrato 20 de painel utilizando electricidade estática. Isto evita deslocamentos relativos à medida que o substrato 20 de painel avança ao longo da linha de produção. Além disso, a folha 16 de revestimento protector (e, possivelmente, uma folha 18 de base) são unidas ao substrato 20 de painel. A folha 14 de papel decorativo/substrato 20 de painel é, em seguida, posicionada num carro que alimenta a máquina de prensagem. O carro avança para a máquina de prensagem, pára e passa a folha 14 de papel decorativo/substrato 20 de painel para pinças de posicionamento. As pinças colocam delicadamente a estrutura da folha 14 de papel decorativo/substrato 20 de painel sobre a placa de prensagem inferior. Em seguida, o carro sai da máquina de prensagem.

Após a estrutura da folha 14 de papel decorativo/substrato 20 de painel ser colocada na placa de prensagem inferior, um outro sistema de posicionamento, em seguida, posiciona com precisão essa estrutura numa posição predeterminada no interior da máquina de prensagem. Este sistema de posicionamento, de um modo benéfico, utiliza, igualmente, os bordos de referência marcados do painel para posicionar o motivo decorativo relativamente à placa 26 de prensagem. A máquina de prensagem é, em seguida, fechada, o interior da máquina de prensagem é aquecido até à sua temperatura de funcionamento e a placa 24 de prensagem superior comprime a placa 26 de prensagem na estrutura da folha 14 de papel decorativo/substrato 20 de painel, 12 fundindo-a numa única peça. 0 carro, em seguida, retrocede para a máquina de prensagem e remove o produto final.

Determinados aspectos do processo de estampagem alinhada são muito importantes. Em particular, para evitar problemas de porosidade é benéfico impregnar os papéis utilizando uma melamina de cura lenta. Isto significa que a máquina de prensagem funciona por um período de tempo mais longo e a uma temperatura mais baixa do que na técnica anterior.

Embora o processo de estampagem alinhada acima descrito seja adequado para texturas de superfície estampadas que têm menos do que cerca de 0,2 mm de profundidade, texturas de superfície mais profundas podem causar um problema. O problema é que as texturas de superfície profundas, que requerem saliências relativamente grandes da placa de prensagem, tendem a perturbar a homogeneidade da pressão ao longo da superfície do painel. Isto pode conduzir a distorções e imprecisões no produto final. Uma solução para este problema é, em primeiro lugar, escavar a superfície do painel onde se quer posicionar as texturas de superfície profundas. Naturalmente, o posicionamento preciso das parcelas escavadas pode ser importante. Este processo de escavação pode ser feito na linha de prensagem ao mesmo tempo que a marcação do perímetro acima descrita. De um modo benéfico, utilizando os bordos de referência para posicionar as parcelas escavadas. De um modo alternativo, a escavação pode ser feita numa linha diferente.

Lisboa, 4 de Abril de 2011 13

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Método para fabricar um produto, compreendendo: posicionar uma folha embebida em resina tendo um motivo decorativo num painel; colocar a folha embebida em resina e o painel numa máquina de prensagem tendo uma placa de prensagem com uma superfície tridimensional; e curar a resina a uma temperatura predeterminada enquanto se comprime a folha embebida em resina e o painel com a placa de prensagem a uma pressão predeterminada, de tal modo que um produto laminado é produzido; em que o produto laminado produzido tem uma textura de superfície que é estampada em alinhamento com o motivo decorativo; em que posicionar a folha embebida em resina no painel inclui: marcar bordos de referência no painel; e posicionar a folha embebida em resina no painel, de modo a que o motivo decorativo assuma uma posição 1 predeterminada no painel relativamente aos bordos de referência.
2. Método para fabricar um produto de acordo com a reivindicação 1, em que colocar a folha embebida em resina e o painel na máquina de prensagem inclui utilizar os bordos de referência para posicionar o motivo decorativo no interior da máquina de prensagem numa posição predeterminada relativamente à placa de prensagem.
3. Método para fabricar um produto de acordo com a reivindicação 1, incluindo ainda escavar uma cavidade numa superfície do painel.
4. Método para fabricar um produto de acordo com a reivindicação 1, em que a temperatura predeterminada está entre 160 e 220 °C.
5. Método para fabricar um produto de acordo com a reivindicação 1, em que a pressão predeterminada está entre 20 e 40 kg/cm2.
6. Método para fabricar um produto de acordo com a reivindicação 5, em que a pressão é aplicada por 20 a 60 segundos.
7. Método para fabricar um produto de acordo com a reivindicação 1, incluindo ainda posicionar um revestimento protector na folha embebida em resina. 2
8. Método para fabricar um produto de acordo com a reivindicação 7, em que o revestimento protector é impregnado com uma resina.
9. Método para fabricar um produto de acordo com a reivindicação 1, incluindo ainda posicionar uma camada de base sob o painel.
10. Método para fabricar um produto de acordo com a reivindicação 9, em que a camada de base é impregnada com uma resina.
11. Método para fabricar um produto de acordo com a reivindicação 9, incluindo ainda impregnar um papel Kraft com uma resina de melamina para produzir a folha embebida em resina tendo um motivo decorativo.
12. Método para fabricar um produto de acordo com a reivindicação 1, incluindo ainda: obter um papel tendo um motivo decorativo, em que esse papel é fabricado numa máquina de tal modo que o papel é bobinado apenas uma vez numa bobina de fabrico; obter uma resina de melamina tendo um teor de sólidos predeterminado; impregnar o papel utilizando a resina de melamina, desenrolando o papel da sua bobina de fabrico e embebendo uma parcela desenrolada na resina de melamina; 3 curar o papel impregnado em resina de melamina para formar um laminado por pressão directa enquanto se pressiona o papel impregnado em resina de melamina e o painel utilizando a placa de prensagem.
13. Método para fabricar um produto de acordo com a reivindicação 12, em que a resina de melamina faz aderir o revestimento protector ao produto.
14. Método para fabricar um produto de acordo com a reivindicação 7, em que o revestimento protector inclui AI2O3. Lisboa 4 de Abril de 2011 4 1/3 FIG. 1

β 2/3 FIG.2 3/3