Производство декоративных бумажных слоистых пластиков

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Казанский Национальный Исследовательский Университет

Кафедра Переработки  древесных материалов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине: «Технология  клееных материалов и древесных  плит»

на тему: «Производство декоративных бумажных слоистых пластиков»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Работу выполнил:

ст. гр. 2381-41

Цветков Д.А.

Проверили:

доц. Байгильдеева Е.И.

доц. Валеев И.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Казань, 2012

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………….3

Общие сведения о слоистых пластиках………………………………………..4

Виды слоистых пластиков……………………………………………………....5

Преимущества HPL пластика…………………………………………………...6

Процесс производства бумажно-слоистых пластиков и стандарты на декоративные бумажнослоистые пластики…………………………………….7

Декоративные бумажно-слоистые пластики высокого давления…………...10

Хранение и транспортировка…………………………………………………..11

Обработка………………………………………………………………………..11

Свойства декоративных бумажно-слоистых пластиков……………………...15

Применение бумажных слоистых слоистых пластиков……………………....16

Известные производители  бумажнослоистых пластиков…………………….16

Внешний вид декоративных пластиков………………………………………..19

Краткое описание видов  поверхностей………………………………………..20

Заключение………………………………………………………………………23

Список используемых источников……………………………………………..24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Бумажно-слоистый пластик  – это современный, экологически чистый конструкционно-отделочный материал, получаемый методом прессования  специальных видов бумаг. Верхний  декоративный слой может иметь глянцевую или матовую поверхность и быть выполнен в разнообразной расцветке - от популярных «камня» и «дерева» до фантазийных декоров под «золото» или «серебро». Специалисты подразделяют декоративные пластики на пластики высокого давления - HPL (High Pressure Laminate) и пластики низкого давления (CPL). Именно пластики высокого давления - HPL - обладают наиболее высоким уровнем свойств и наибольшим разнообразием декоративного ряда. Благодаря этим качествам, пластик является уникальным материалом в изготовлении мебели для кухонь и ванных комнат. В «жёстких» условиях перепадов температуры, повышенной влажности он имеет явные преимущества перед другими материалами. Конечно, простому потребителю бывает сложно на глаз определить, какой вид пластика использовался в изготовлении мебели. Одна из подсказок – глянцевая отделка, которая бывает только на пластиках высокого давления.  
 
В пластиках как высокого, так и низкого давления следует выделить группу так называемых постформирующихся пластиков, которые обладают способностью к формованию. Плиты «постформинг», которые изготавливаются с применением таких пластиков, полностью отвечают современным тенденциям в дизайне мебели.

Явные преимущества :  
 
В Европе мебель, сделанная с применением декоративных бумажно-слоистых пластиков, относится к высокой ценовой категории. Почему покупатель готов платить большие деньги? Секрет достаточно прост: экологическая чистота, совместимость с продуктами питания, неоспоримые эксплуатационные характеристики - легко очистить, вымыть, непористая поверхность не даёт впитываться маслам, влаге, красителям и др. Но кроме этого, пластик способен заменить натуральные материалы и сохранить национальное богатство страны (для европейцев этот фактор является очень важным): пластик с натуральным шпоном – массив древесины, пластик с металлической фольгой – металлы. Причём мебель, облицованная пластиком с натуральным шпоном, имеет более высокую светостойкость, чем массив, покрытый лаком.  
В России мебель с применением пластика продаётся в различной ценовой категории - от доступной («эконом-класс») до элитной, стоимость которой 30-50 тыс. долларов! В этом тоже - уникальность материала.

Общие сведения о слоистых пластиках

 

 

Слоистые пластики - это  полимерные материалы, в простейшем случае состоящие из основного слоя и параллельно расположенных слоев наполнителя.  
В зависимости от назначения пластика, природы полимера и наполнителя слоистые пластики могут содержать дополнительно защитный, барьерный и балансирующий слои.  
Физико-механические свойства пластика определяет основной слой, который изготовляют из различных пластиков:  
- гетинакса (наполнитель - бумага),  
- текстолита (хлопчато-бумажные ткани),  
- стеклотекстолита (стеклянные ткани)  
- древесных пластиков (древесное волокно).  
Связующим для основного слоя служат феноло-формальдегидные смолы резольного типа и ненасыщенные полиэфиры. Можно применять и другие полимеры.

 

Декоративные бумажно-слоистые пластики (ДБСП) представляют собой листовые и рулонные материалы, состоящие из нескольких слоев бумаг, пропитанных термореактивными смолами и спрессованных вместе под давлением. В английском языке для обозначения ДБСП используются обычно следующие термины High Pressure Decorative Laminate (HPDL) или более кратко High Pressure Laminates (HPL), иногда Decorative laminates.

 

Конструкция ДБСП состоит  из нескольких слоев:

• верхнего декоративного слоя,
• нескольких внутренних слоев,
• а также уравновешивающего нижнего слоя или нижнего декоративного слоя - балансира. Необходимо приклеивать на изнаночной стороне лист HPL пластика (ДБСП) такой же или приблизительно такой же толщины.

Внутренние несущие  слои пластика изготавливаются из крафт-бумаги, пропитанной фенолоформальдегидными или аминоальдегидными смолами. Для декоративного слоя используются специальные высококачественные однотонные бумаги и бумаги с типографским рисунком (фантазийные декоры, коллекция Serigrafia, Digital print), пропитываемые меламиносодержащими смолами. Для увеличения долговечности они часто дополнительно укрепляются твердым защитным слоем из прозрачной бумаги, пропитанной меламиносодержащими смолами, называемым оверлей (overlay).

Виды слоистых пластиков

 

Однозначной или устоявшейся  классификации ДБСП не существует. Разные организации и компании подразделяют их несколько по-разному. Наиболее полная классификация ДБСП содержится в европейских стандартах качества EN 438.

Пластики изготавливаются  с одной или двумя декоративными  поверхностями, т.е. односторонние и  двухсторонние с различными типами поверхностей. Самонесущая плита может декорироваться как с одной стороны, так и с обеих. Если плита декорируется с одной стороны, вторая её сторона покрывается компенсирующей бумагой. Поверхностный слой плиты производится из бумаги, пропитанной меламиновой смолой, а толщина её наращивается из листов крафт-бумаги, пропитанной термореактивными синтетическими смолами. Произведённая таким образом панель одновременно подвергается воздействию давления (9 Мра) и температуры (150°С) в специальном прессе, где происходит процесс поликонденсации смол.

По толщине и областям применения ДБСП можно подразделить на мебельный пластик (менее 2 мм) и конструкционные несущие - более 6 мм (самонесущие слоистые пластики). Для эксплуатации внутри помещений, для устройства рабочих поверхностей и для наружного использования (коллекция MEG) применяются разные сорта пластиков.

В зависимости от вида и состояния пропиточной смолы пластики бывают недеформируемыми и постформируемые Print HPL Postforming.

Первые используются для облицовывания ровных поверхностей, вторые, - для изготовления фасонных деталей (столешницы, подоконники и т.п.).

Важным свойством Print HPL Postforming является возможность последующей формовки, выпуклой или вогнутой формы, при нагревании до 160-220°С, в соответствии с выбранной технологией и требуемым радиусом. Эта возможность существенно расширяет область применения данных ламинатов. Например, можно делать закругленные края и профили, при этом достигаются преимущества, как во внешнем виде, так и в функциональности. Изогнутые элементы не содержат креплений, что делает их простыми в очистке и гигиенически безопасными. Края не расслаиваются в результате попадания воды или другой жидкости.

Abet Laminati производит большой  и разнообразный ассортимент тонкого пластика HPL (ДБСП), различающихся по внешнему виду, форматам, толщинам, тиснению, типу панели (Стандарт, Постформинг).

 

• Преимущества HPL-пластика

Бумажнослоистый пластик — это высококачественный материал, который благодаря целому набору уникальных характеристик, получил широкое распространение в самых различных сферах.

• Износостойкость. Срок годности изделий практически не ограничен. Привлекательный внешний вид сохраняется на протяжении всего срока эксплуатации.
• Термостойкость. HPL не меняет своих характеристик в диапазоне температур от – 50 до +60 С. Материал прошел испытания на морозоустойчивость (150 циклов)
• Влагостойкость. Не деформируется под воздействием влаги.
• Трудногорючесть. Класс горючести материала Г1. При горении материал не разрушается, риск обвала конструкций минимален.
• Свето- и цветостойкость. Яркий цвет поверхности сохраняется длительное время под воздействием солнечных лучей.
• Стойкость к бытовым химикатам. С поверхности легко удаляются следы маркера и чернил, благодаря защитному слою материала.
• Нечувствительность к загрязнениям. Декоративная поверхность устойчива к бытовым растворам и химикатам, которые могут использоваться для ее очистки в течение многих лет.
• Гигиеничность и антистатичность. Пластик HPL абсолютно безопасен для здоровья. Поверхность пластика HPL пригодна для контакта с продуктами питания. Имея сплошную непористую поверхность, не вступает ни в какие соединения, опасные для здоровья.
• Антивандальность. Стойкость к ударам и царапинам. Материал не подвержен деформации под любым внешним воздействием
• Неприхотливость в уходе.
• Экологичность. Пластик не содержит и не выделяет вредных веществ даже при нагревании. При производстве материала используются компоненты, не образующие вредных паров, газов.

• Процесс производства бумажно-слоистых пластиков и стандарты на декоративные бумажнослоистые пластики

 

Изготовление ДБСП включает в себя три основных фазы:

• пропитка декоративной бумаги и бумаги внутренних слоев смолами с подсушкой смолы,
• сборка и прессование пакета бумаг,
• обрезка пакета в точный стандартный размер и, при необходимости, шерохование (шлифование) нижней поверхности пластика  для улучшения его приклейки к различным основам.

Пропитка бумаг смолами  осуществляется в специальных пропиточно-сушильных  установках проходного типа (линиях импрегнирования), см. фото:

 

 

Для усиления износостойкости пластика в смолу применяемую для пропитки защитного слоя  вводят некоторое количество антиабразивных добавок, например, - мелкодисперсной окиси алюминия.  
 
Большая часть пластиков производится в традиционных многоэтажных прессах периодического действия.  Для форматной обрезки спрессованнного пакета используются специальный обрезной станок, а шерохование осуществляется на специальном станке. Как правило, пресс и послепрессовое оборудование объединяется в одну автоматизированную установку (завод по производству пластика).  
 
Относительно недавно пластики начинают производить в ленточных прессах непрерывного действия, см. схему и фотографию. Пластики непрерывного прессования  получили специальное наименование Continuously Pressed Laminate (CPL). По свойствам они принципиально не отличаются от получаемых в прессах периодического действия, но могут иметь немного меньшую плотность, т.к. прессование происходит при меньшем давлениии.

Ленточный пресс для  изготовления бумажных пластиков непрерывным  способом: 

 

•  
  На многоэтажных прессах периодического действия довольно трудно получать пластик толщиной менее 0,6 мм. В прессах непрерывного типа возможно изготовления пластика толщиной от 0,15 мм до 1,4 мм,  как в листах , так  и в рулонах.  
   
  Принципиально, технология прессования пропитанных бумаг позволяет получать не только листовые и рулонные пластики, но и некоторые изделия более или менее объемных форм - подносы, поддоны, тарелки, медальоны, угольники, П-образные и U-образные профили, волнистые листы  и пр. За рубежом существуют компании специализирующиеся на производстве технических  бумажных слоистых пластиков для нужд электротехнической промышленности и машиностроения. 
   
  Многие компании, производящие ДБСП , одновременно выпускают и популярные продукты с их применением - двери, столешницы, подоконники, стеновые панели, потолочные паели, напольные покрытия и т.д. В качестве подосновы  для этих продуктов наиболее часто используются древесностружечные и древесноволокнистые плиты или фанера. Заметим, что после облицовывания пластиком прочность и жесткость этих изделий весьма существенно возрастает, иногда, - почти вдвое.

Российские стандарты:

 
ГОСТ 4.229-83 Пластики бумажно-слоистые декоративные.Номенклатура показателей 
ГОСТ 9590-76  Пластики бумажнослоистые декоративные. Технические условия

Стандарты европейского комитета по стандартизации:

 

EN 438-1 High-pressure decorative laminates (HPL) - Sheets based on thermosetting resins (usually called laminates) - Part 1: Introduction and general information;

EN 438-2 High-pressure decorative laminates (HPL) - Sheets based on thermosetting resins (usually called laminates) - Part 2: Determination of properties;

EN 438-3 High-pressure decorative laminates (HPL) - Sheets based on thermosetting resins (usually called laminates) - Part 3: Classification and specifications for laminates less than 2 mm thick intended for bonding to supporting substrates;

DIN EN 438-4 High-pressure decorative laminates (HPL) - Sheets based on thermosetting resins (usually called laminates) - Part 4: Classification and specifications for compact laminates of thickness 2 mm and greater;

EN 438-5 High-pressure decorative laminates (HPL) - Sheets based on thermosetting resins (usually called laminates) - Part 5: Classification and specifications for flooring grade laminates less than 2 mm thick intended for bonding to supporting substrates;

EN 438-6 High-pressure decorative laminates (HPL) - Sheets based on thermosetting resins (usually called laminates) - Part 6: Classification and specifications for exterior-grade compact laminates of thickness 2 mm and greater

EN 438-7 High-pressure decorative laminates (HPL) - Sheets based on thermosetting resins (usually called laminates) - Part 7: Compact laminate and HPL composite panels for internal and external wall and ceiling finishes

High-pressure decorative laminates (HPL) - Sheets based on thermosetting resins (Usually called laminates) - Part 9: Classification and specifications for alternative core laminates

EN 438-8 High-pressure decorative laminates (HPL) - Sheets based on thermosetting resins (Usually called Laminates) - Part 8: Classification and specifications for design laminates

EN 438-9 High-pressure decorative laminates (HPL). Sheets based on thermosetting resins (usually called laminates). Part 9. Classification and specifications for alternative core laminates

Стандарты международной организации по стандартизации (ISO): 

ISO 4586-1:2004 High-pressure decorative laminates -- Sheets made from thermosetting resins -- Part 1: Classification and specifications 
ISO 4586-2:2004 High-pressure decorative laminates -- Sheets made from thermosetting resins -- Part 2: Determination of properties

Декоративные  бумажно-слоистые пластики высокого давления

Декоративные бумажно-слоистые пластики высокого давления (HPL) производятся из реактопластов. Они имеют уже готовую поверхность и применяются для облицовки древесных материалов.

Производство. Пластики листовые декоративные слоистые высокого давления на основе термореактивных  смол (DIN EN 438) состоят из нескольких целлюлозных лент, которые пропитаны различными искусственными смолами, отверждающимися в результате химической реакции. Различают основной слой, декоративный и поверхностный. Основной или несущий слой плиты состоит из нескольких пропитанных фенолформальдегидной смолой листов целлюлозы. Декоративный слой образует высококачественная и обладающая повышенной впитывающей способностью бумага, которая покрыта поверхностным слоем из застывшей прозрачной меламиновой смолы. Вместо декоративной бумаги под слой меламиновой смолы можно также класть натуральный шпон или художественные репродукции.

Пропитанная смолой и  предварительно просушенная бумага складывается слоями и укладывается в многоэтажные прессы, в которых  она прессуется при температуре  около 150°С и давлении примерно 10 Н/мм2. При этом все слои бумаги свариваются в гомогенную плиту. Вид поверхности плиты слоистого пластика высокого давления зависит от поверхности плиты пресса. Хромированные блестящие поверхности пресса дают в результате блестящую поверхность пластика, матовые поверхности пресса — матовую, а структурированная поверхность пресса дает соответствующую структурированную поверхность пластика. После прессования плиты обрезаются, шлифуются с боковых сторон и складываются для последующего конечного отверждения.  
Свойства. Декоративные слоистые пластики производятся множества цветов и рисунков, а также с различной структурированной поверхностью. Наружная поверхность является плотной, без пор, устойчива к ударам и износу, а также нечувствительна к спиртам и многим химикатам, кроме того, ее легко чистить. Слоистые пластики имеют нейтральный вкус и запах, кратковременно устойчивы к воздействию горящей сигареты, устойчивы к нагреву и свету и трудно воспламеняемы. Обычные бумажно-слоистые пластики имеют толщину 0,9 или 1,3 мм, но также производят толщиной до 5 мм. Декоративные слоистые пластики толщиной > 2 мм называют компактными пластиками.