PT3078959T - Processo para a determinação da resistência à abrasão de pelo menos uma camada de desgaste disposta numa placa de suporte - Google Patents

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DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA A DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA À ABRASÃO DE PELO MENOS UMA CAMADA DE DESGASTE DISPOSTA NUMA PLACA DE SUPORTE" A presente invenção refere-se a um processo de acordo com o conceito genérico da reivindicação 1 para a determinação da resistência à abrasão de pelo menos uma camada de desgaste, disposta numa placa de suporte, e à utilização de acordo com a reivindicação 13 de um detetor NIR para a determinação da resistência à abrasão da camada de desgaste aplicada numa placa de suporte.

Placas de derivados de madeira são utilizadas como materiais de suporte nas mais diversas áreas e estão amplamente difundidas. Assim, placas de derivados da madeira são conhecidas, entre outros, da utilização como painéis de pavimento, por exemplo na forma de pisos laminados. Tais placas de derivados da madeira são geralmente produzidas a partir de fibras de madeira, partículas de madeira ou de tiras de madeira. No caso de pisos laminados, são utilizadas, por exemplo, placas HDF com diversas decorações, produzidas a partir de fibras de madeira. No caso da utilização de placas de derivados da madeira, nomeadamente como pisos laminados, é desejável e necessário proteger da abrasão e do desgaste as superficies decorativas através da aplicação de camadas de desgaste apropriadas. Como camadas de desgaste, são utilizados, em particular, vernizes endureciveis à base de resina acrílica, resina epóxi ou resinas melamínicas. Para a melhoria das características relativas à resistência à abrasão e à resistência aos riscos, sabe-se que são colocadas partículas apropriadas, numa gama de tamanhos de 50 nm até 150 pm, nestas camadas de resina. Neste caso, as partículas maiores melhoram a resistência à abrasão e as partículas menores melhoram a resistência aos riscos. Como partículas, podem ser utilizadas, por exemplo, nano partículas feitas de carboneto de silício, dióxido de silício ou alumina α. Correspondentemente, a determinação da resistência à abrasão da camada de desgaste endurecida é um critério decisivo do controlo de qualidade na produção de pavimentos laminados. No essencial, existem duas abordagens possíveis para a produção de uma camada de desgaste numa placa de suporte apropriada. Assim, a camada de desgaste pode consistir numa configuração em papel ou numa configuração líquida. No caso de uma configuração em papel, a camada de desgaste consiste num papel fino transparente que é preenchido com uma resina termoendurecível, como por exemplo uma resina melanina-formaldeído e partículas anti-desgaste. No caso de uma configuração líquida, a camada de desgaste compreende uma camada de resina que também pode conter partículas anti-desgaste, como por exemplo partículas de corindo, assim como outros adjuvantes, como por exemplo esferas de vidro ou celulose. No caso de uma configuração em papel, a camada de desgaste é então aplicada com um decalque, igualmente impregnado, no lado superior de uma placa de derivados da madeira ou no caso da configuração líquida, a camada de resina que contém as partículas anti-desgaste é aplicada numa forma líquida, numa placa já com um primário e estampado, e seca. A resistência à abrasão destas camadas de desgaste depende essencialmente da quantidade de partículas resistentes à abrasão introduzidas na camada de desgaste. No caso da configuração em papel, as partículas anti-desgaste são espalhadas sobre o papel durante a impregnação. A determinação da quantidade aplicada de partículas resistentes à abrasão pode-se efetuar, neste caso, através de métodos simples, como por exemplo através da incineração do overlay, e com efeito antes do papel overlay ser aplicado na placa de suporte.

Contudo, este método não é aplicável no caso de uma camada de desgaste na configuração líquida, visto as partículas anti-desgaste serem aplicadas e secas, numa placa já com um primário e estampada, juntamente com a resina líquida. A determinação da quantidade de partículas resistentes à abrasão por meio da incineração do revestimento não é possível através do primário aplicado, que contém os pigmentos inorgânicos.

Uma possibilidade para a determinação de quantidades de partículas resistentes à abrasão numa camada de desgaste na forma de uma configuração líquida consiste no cálculo da quantidade de partículas de matéria sólida, determinada por pesagem, na quantidade de resina líquida aplicada, tendo por base a quantidade conhecida de partículas de matéria sólida (por exemplo partículas de corindo) num depósito de aplicação de resina, o que não deve necessariamente corresponder, contudo, ao valor real da quantidade de partículas de matéria sólida no revestimento.

Uma outra abordagem da determinação da resistência à abrasão de camadas de proteção endurecidas é possível de acordo com a norma DIN EN 13329:2009 (D) . Neste caso, a resistência da cobertura ou camada de desgaste é ensaiada quanto a um desgaste. São cortadas amostras (por exemplo com a dimensão 10 cm x 10 cm) da placa a ser ensaiada ou da amostra a ser ensaiada. Estas amostras são fixadas num dispositivo de ensaio, no qual se encontram dois braços articulados com rolos móveis de fricção e um peso (500g). Os rolos de fricção são colados com lixa normalizada. As amostras fixadas rodam sob as rodas de fricção. A cada 200 rotações, a lixa é mudada e o desgaste da superfície é verificado. O ensaio termina quando em três quadrantes do provete é respetivamente visível a base (papel base de impressão, primário) com uma dimensão de, respetivamente, 0,6 mm2. O número de rotações necessárias até à exposição da decoração é indicado como resultado. Na norma DIN EN 13329 são diferenciadas as seguintes classes de abrasão e definidas segundo o desgaste crescente:

Classe de abrasão AC1 AC2 AC3 AC4 AC5 Número de rotações > 900 > 1500 > 2000 > 4000 > 6000

Segundo esta definição, a classe AC1 de abrasão requer apenas cerca de 900 rotações para expor a decoração. Correspondentemente, uma camada de desgaste da classe AC1 de abrasão apresenta a menor resistência à abrasão. O processo de ensaio normalizado descrito é, contudo, demorado e fornece apenas valores individuais que não permitem qualquer afirmação para toda a amplitude da produção. Neste sentido, os provetes têm apenas uma dimensão de 10 cm x 10 cm e são geralmente retirados da placa de produção em apenas poucos locais. De modo a se poder fazer uma afirmação sobre toda a placa de produção, a placa deveria ser dividida num elevado número de provetes e ensaiada. Além disso, os ensaios nas classes de abrasão superiores duram em alguns casos várias horas e são também muito onerosos devido à lixa dispendiosa utilizada como meio de ensaio.

Em particular, no caso da utilização de uma configuração liquida de uma camada de desgaste (ou seja, no caso de uma aplicação liquida de resina e de partículas resistentes à abrasão), poderão ocorrer variações indesejadas na aplicação, e assim variações na resistência ao desgaste, através das alterações de parâmetros de produção. Assim, é possível, por exemplo através da redução permanente e dosagem adicional no depósito de aplicação, uma alteração da viscosidade do meio de aplicação. Variações de temperatura e de desgaste dos cilindros de aplicação também podem influenciar negativamente a aplicação. Para além disso, pode surgir um valor de abrasão variável através de uma quantidade de aplicação não uniforme assim como uma distribuição não uniforme da matéria sólida na camada de desgaste.

Visto que no caso do material de suporte se trata, no presente caso, de derivados da madeira, em particular placas de fibra de média ou de alta densidade, não podem ser utilizados, como já acima descrito, quaisquer processos que são utilizados, por exemplo, na impregnação de papel. Assim, a utilização de radiação de IV é impedida, por não ser possível uma penetração de radiação no material de suporte. Outras tecnologias, como a fluorescência de raios-X, são também aplicáveis de forma apenas limitada, visto estas exigirem critérios de segurança elevados quanto à proteção contra a radiação. 0 pedido de patente DE 102009037541 Al divulga um processo para a determinação da resistência à abrasão de uma superfície de verniz, endurecida por raios UV, através da pressão e movimentação de um elemento de atrito sobre a amostra. Além disso, durante o endurecimento, o grau de dureza da camada de verniz é medido com um detetor de radiação. A presente invenção tem, portanto, o objetivo técnico subjacente de disponibilizar um processo simples, contudo eficiente, com o qual a resistência à abrasão de uma placa de suporte (nomeadamente uma placa de derivados da madeira), provida de uma camada de desgaste, pode ser determinada de uma forma suficientemente precisa e prevista e, com efeito, antes da camada de desgaste e da placa de suporte serem prensadas uma com a outra. 0 processo não deve exibir a tecnologia das instalações, além disso, quaisquer critérios elevados de segurança e deve apresentar uma suscetibilidade a erros tão reduzida quanto possível. 0 objetivo designado é solucionado, de acordo com a invenção, através de um processo com as características da reivindicação 1. De acordo com esta, é disponibilizado um processo para a determinação da resistência à abrasão de pelo menos uma camada de desgaste disposta numa placa de suporte. 0 presente processo compreende, neste caso, as seguintes etapas: registo de pelo menos um espetro NIR da camada de desgaste disposta na pelo menos uma placa de suporte, antes do endurecimento da pelo menos uma camada de desgaste, com utilização de pelo menos um detetor NIR numa gama de comprimentos de onda entre 500 nm e 2500 nm, de um modo preferido entre 700 nm e 2000 nm, de modo particularmente preferido entre 900 nm e 1700 nm; determinação da resistência à abrasão da pelo menos uma camada de desgaste, por meio de uma análise de dados de multivariáveis (MDA) através da comparação do espetro NIR determinado para a resistência à abrasão a ser determinada da pelo menos uma camada de desgaste com pelo menos um espetro NIR determinado para pelo menos uma amostra de referência da pelo menos uma camada de desgaste com resistência à abrasão conhecida, em que o pelo menos um espetro NIR com resistência à abrasão conhecida da pelo menos uma camada de desgaste, determinado para a pelo menos uma amostra de referência, foi determinado de antemão sob utilização do mesmo detetor NIR, antes do endurecimento, numa gama de comprimentos de onda entre 500 nm e 2500 nm, de um modo preferido entre 700 nm e 2000 nm, de modo particularmente preferido entre 900 nm e 1700 nm. O presente processo possibilita, deste modo, a determinação da resistência à abrasão de uma camada de desgaste disposta numa placa de suporte, em que a resistência à abrasão representa, em particular, uma função da quantidade de partículas resistentes à abrasão contidas na camada de desgaste. Um aspeto essencial do presente processo é a determinação da resistência à abrasão da camada de desgaste ainda antes do endurecimento da camada. Sob utilização do detetor de NIR, é gerado, por meio da radiação NIR, um espetro NIR da camada de desgaste aplicada na placa de suporte, para que seja gerado para uma camada aplicada, conforme a concentração e quantidades da mesma, um espetro NIR com máximos específicos (faixas de absorção). Neste caso, o sinal NIR é incidido na amostra, refletido novamente no suporte e detetado no sensor de medição. Nesta medição são realizadas em poucos décimos de segundo mais de 100 medições NIR para ser garantida uma significância estatística dos valores. O presente processo para a determinação da resistência à abrasão de uma camada de desgaste disposta numa placa de suporte, sob utilização de um detetor NIR, aproveita o facto de a radiação NIR não penetrar pela placa de suporte no seu conjunto, isto é, através da camada de desgaste e da placa de suporte, mas ser refletida na superfície da placa de suporte. Deste modo, no presente processo, a radiação NIR é refletida pela superfície da placa de suporte (nomeadamente uma placa de derivados da madeira). A radiação NIR refletida é registada pelo detetor NIR e o espetro NIR determinado é utilizado para a determinação da resistência à abrasão.

Numa forma de execução preferida do presente processo, a amostra de referência com resistência à abrasão conhecida da camada de desgaste compreende uma camada de desgaste aplicada numa placa de suporte, em que a placa de suporte e a camada de desgaste da amostra de referência são iguais à amostra a ser medida da placa de suporte e da camada de desgaste; isto é, a composição da amostra a ser medida e da amostra de referência são iguais.

Numa outra forma de execução do presente processo, a determinação da resistência à abrasão da camada de desgaste da amostra de referência ocorre, depois do endurecimento da mesma, por meio de pelo menos uma amostra individual retirada da amostra de referência endurecida. Neste caso, é preferido quando a resistência à abrasão da camada de desgaste da amostra de referência é determinada com base em, pelo menos uma, de um modo preferido pelo menos quatro ou mais, das amostras individuais retiradas da amostra de referência. Neste caso, a determinação da resistência à abrasão das amostras individuais da amostra de referência ocorre, em particular, de acordo com a norma DIN EN 13 329:2009 (D). A calibração ocorre de forma correspondente por meio da receção de um espetro NIR de uma placa de suporte revestida com uma camada de desgaste, mas ainda não endurecida e prensada, que é ensaiada à resistência à abrasão, após o procedimento de prensagem e de endurecimento, é realizada do modo a seguir descrito: Uma placa de suporte (por exemplo uma placa de suporte de derivados da madeira) é revestida com uma camada de desgaste que contém partículas resistentes à abrasão. Antes do procedimento de prensagem e de endurecimento, é registado um espetro NIR da placa provida da camada de desgaste.

Subsequentemente, ocorre uma prensagem da placa, por exemplo numa prensa de ciclo curto, em que se atinge um endurecimento completo da camada de proteção contra o desgaste. Depois do arrefecimento da placa provida da camada de desgaste, são retiradas diversas amostras individuais para o ensaio da resistência à abrasão, em que a remoção das amostras individuais para o ensaio da resistência à abrasão ocorre, de um modo preferido, nos locais da placa revestida de derivados da madeira nos quais o espetro NIR foi registado de antemão. A determinação da resistência à abrasão das amostras individuais ocorre de acordo com o processo padrão DIN EN 13329:2009 (D) acima descrito. A partir dos valores de abrasão determinados neste caso, é formado um valor médio, o qual é atribuído ao espetro NIR respetivo. Deste modo, são registados diversos espetros de referência de placas revestidas com diferentes decorações coloridas. A partir dos espetros de referência é criado um modelo de calibração, o qual pode ser utilizado para a determinação da resistência à abrasão de uma amostra desconhecida. No caso de decorações de cor muito diferentes, é também concebível formar respetivamente clusters de decorações que apresentem uma divisão de cores semelhante. A criação do modelo de calibração ocorre por meio de análise de dados multivariados (MDA), na qual é realizada uma comparação e a interpretação dos espetros NIR de forma conveniente sobre toda a região espetral registada. No caso de métodos de análise de multivariáveis, são tipicamente examinadas diversas variáveis estatísticas em simultâneo. Para este efeito, é reduzido o número de variáveis contido num conjunto de dados, sem reduzir simultaneamente a informação nele contida.

No presente caso, a análise de dados multivariados ocorre pelo processo dos quadrados mínimos parciais (regressão PLS) , através do qual pode ser criado um modelo de calibração adequado. A avaliação dos dados obtidos é realizada, de um modo preferido, com um software de análise apropriado, como por exemplo com o software de análise SIMCA-P da firma Umetrix AB ou The Unscrambler da firma CAMO.

Uma vantagem da determinação de um espetro NIR para a determinação da resistência à abrasão de camadas de desgaste consiste em o detetor NIR poder ser movido sobre toda a largura da placa e poder analisar determinadas regiões problemáticas. Para além disso, os valores medidos são imediatamente disponibilizados e possibilitam uma intervenção direta no processo de produção, o que não é facilmente possível em outros processos. 0 presente processo possibilita a utilização de um sistema automaticamente regulado, com notificação de alarme, e o ajuste automático da resistência à abrasão do produto por meio de um ajuste automático, com base numa medição NIR, da quantidade de aplicação das partículas resistentes à abrasão.

Obtém-se deste modo um conjunto de vantagens para o presente processo: determinação contínua e não destrutiva da resistência à abrasão da camada de proteção contra o desgaste, sistema automaticamente regulado com notificação de alarme e uma medição sobre toda a amplitude da produção.

Numa forma de execução do presente processo, a pelo menos uma camada de desgaste é selecionada a partir do grupo que contém a) pelo menos uma camada de proteção termoendurecivel, e/ou b) pelo menos uma camada de proteção endurecivel por radiação UV e/ou pela incidência de um feixe de eletrões (ESH).

Numa forma de execução particularmente preferida do presente processo, é utilizada uma camada de resina termoendurecivel a) como camada de desgaste. A camada de resina termoendurecivel, para além das partículas resistentes à abrasão, pode conter, neste caso, fibras naturais e/ou sintéticas e também outros aditivos. Uma tal camada de resina termoendurecivel é também designada por overlay liquido. A resina termoendurecivel é, de um modo preferido, uma resina que contém formaldeido, em particular uma resina de melanina-formaldeído, uma resina de melanina-ureia-formaldeido ou uma resina de ureia-formaldeido.

As partículas resistentes à abrasão contidas na pelo menos uma camada de desgaste como a camada de resina termoendurecivel são selecionadas, em particular, do grupo que contém óxidos de alumínio (por exemplo, corindo), carbonetos de boro, dióxidos de silício (por exemplo, esferas de vidro), carbonetos de silício.

Como mencionado, a camada de desgaste, por exemplo na forma de uma camada de resina termoendurecivel, também pode conter fibras naturais ou sintéticas selecionadas do grupo que contém fibras de madeira, fibras de celulose, fibras de celulose parcialmente branqueadas, fibras de lã, fibras de cânhamo e fibras poliméricas orgânicas ou inorgânicas. Como aditivos adicionais, podem ser adicionados retardadores de chama e/ou materiais luminescentes. Retardadores de chama apropriados podem ser selecionados do grupo que contém fosfatos, boratos, em particular polifosfato de amoníaco, tris(tribromoneopentil) fosfato, borato de zinco, ou complexos de ácido bórico de poliálcoois. Como materiais luminescentes podem ser utilizados materiais fluorescentes ou fosforescentes, em particular sulfito de zinco e aluminatos alcalinos.

Um processo para a produção de uma camada de desgaste na forma de uma camada de resina termoendurecivel (overlay líquido) é descrito, entre outros, no documento EP 2338693 Al. No exemplo ali descrito ocorre, em primeiro lugar, após a limpeza da superfície de uma placa de derivados da madeira, a aplicação de uma primeira camada superior de resina, que contém partículas resistentes à abrasão (por exemplo partículas de corindo), numa placa de derivados de madeira como placa de suporte, uma secagem desta primeira camada de resina, por exemplo até uma humidade residual de 3-6%, aplicação subsequente de uma segunda camada de resina, que contém fibras de celulose, na placa de derivados da madeira, secagem repetida ou secagem superficial da segunda camada de resina, por exemplo até uma humidade residual de 3-6%, aplicação de pelo menos uma terceira camada de resina, que contém partículas de vidro, na placa de derivados da madeira, com subsequente secagem superficial da terceira camada de resina, por exemplo também até uma humidade residual de 3-6%, e uma prensagem final da estrutura em camadas sob a influência de pressão e de temperatura.

Correspondentemente, a pelo menos uma camada de desgaste, por exemplo na forma da camada de resina termoendurecivel aqui descrita, pode compreender pelo menos duas subcamadas, de um modo preferido pelo menos três, aplicadas de modo sucessivo. Neste caso, a quantidade de aplicação das subcamadas é igual ou diferente e pode atingir respetivamente entre 1 e 50 g/m2, de um modo preferido entre 2 e 30 g/m2, em particular entre 5 e 15 g/m2. O overlay liquido pode ser aplicado tanto no lado superior como no lado inferior da placa de material de madeira.

De acordo com a variante b) da presente camada de proteção contra o desgaste, está previsto que esta esteja presente na forma de uma camada de proteção endurecivel por radiação UV e/ou pela incidência de um feixe de eletrões (ESH) . Para este efeito são passíveis de serem utilizados, em particular, vernizes endurecíveis por radiação e que contêm acrilatos. Os vernizes endurecíveis por radiação utilizados como camada de desgaste contêm tipicamente metacrilatos, como por exemplo (meta)acrilato de poliéster, (meta)acrilato de poliéter, (meta)acrilato de epóxi ou (meta)acrilato de uretano. É também concebível que o acrilato utilizado ou o verniz que contém acrilato contenha monómeros substituídos ou não substituídos, oligómeros e/ou polímeros, em particular na forma de ácido acrílico, éter acrílico e/ou monómeros, oligómeros, polímeros de éster do ácido acrílico.

Numa forma de execução estão previstas, de um modo preferido, mais do que uma camada de proteção endurecível por radiação, de um modo preferido duas ou três camadas de proteção ou camadas de desgaste, que são respetivamente dispostas ou aplicadas umas sobre as outras. Em tais casos, a quantidade de aplicação para cada camada individual de proteção ou subcamada de uma camada de proteção pode variar entre 10 g/m2 e 50 g/m2, de um modo preferido entre 20 g/m2 e 30 g/m2, ou ser igual. A quantidade total de aplicação pode variar, conforme o número de subcamadas, entre 30 g/m2 e 150 g/m2, de um modo preferido entre 50 g/m2 e 120 g/m2. A pelo menos uma camada de proteção contra o desgaste pode também conter um agente químico de ligação, por exemplo à base de isocianatos, facto pelo qual é aumentada a aderência intermédia das camadas de proteção contra o desgaste individuais dispostas umas sobre as outras.

Como já descrito para a camada de resina termoendurecível, a camada de proteção endurecível por radiação, para além das partículas resistentes à abrasão, também pode conter fibras naturais e/ou sintéticas e outros aditivos. A ligação do acrilato utilizada na camada de proteção contra o desgaste, endurecível por radiação, é capaz de se fixar, em virtude da sua reatividade, às fibras, partículas resistentes à abrasão ou aditivos presentes na camada de proteção, ou de envolver estes. Durante a prensagem a altas temperaturas das placas de derivados da madeira, obtém-se, por influência da temperatura, uma reticulação de ligações químicas cruzadas da ligação dupla reativa dos compostos de acrilato e, por conseguinte, uma formação de uma camada de polímero nas fibras, partículas, pigmentos corantes ou aditivos, que contraria uma descoloração.

Numa forma de execução do presente processo, a pelo menos uma camada de desgaste compreende partículas resistentes à abrasão numa quantidade entre 5 e 100 g/m2, de um modo preferido entre 10 e 70 g/m2, de modo particularmente preferido entre 20 e 50 g/m2. Quanto maior a quantidade de partículas resistentes à abrasão na camada de desgaste, tanto maior é a sua resistência à abrasão, de modo que a determinação da resistência à abrasão também possibilita indiretamente, sob utilização do presente processo, a determinação da quantidade de partículas resistentes à abrasão. A camada de desgaste a ser medida por meio do presente processo pode apresentar uma espessura entre 0,01 e 10 mm, de um modo preferido entre 0,05 e 7 mm, de modo particularmente preferido entre 0,1 e 5 mm.

Numa variante do presente processo, é utilizada como placa de suporte uma placa de derivados da madeira, em particular, uma placa de fibra de média densidade (MDF), fibra de elevada densidade (HDF), partículas grosseiras (OSB) ou de contraplacado, uma placa de fibrocimento e/ou placa de gesso com fibras, placa de óxido de magnésio, uma placa de plástico-madeira e/ou uma placa de plástico.

Numa variante, está previsto que estejam dispostas pelo menos uma camada de primário e pelo menos uma camada decorativa entre a placa de suporte e a pelo menos uma camada de desgaste. A camada de primário utilizada de um modo preferido neste caso compreende uma composição composta por caseína como ligante e por pigmentos inorgânicos, em particular pigmentos corantes inorgânicos. Na camada de primário podem ser utilizados como pigmentos corantes, pigmentos brancos como dióxido de titânio T1O2 ou também outros pigmentos corantes, como carbonato de cálcio, sulfato de bário ou carbonato de bário. 0 primário, para além dos pigmentos corantes e da caseina, pode ainda conter água como solvente. É também preferido, quando a camada pigmentada de base aplicada consiste em pelo menos uma, de um modo preferido em pelo menos duas, de modo particularmente preferido em pelo menos quatro subcamadas ou aplicações aplicadas sucessivamente, em que a quantidade de aplicação entre as subcamadas ou aplicações pode ser igual ou diferente.

Após a aplicação da camada de primário, a mesma é seca em pelo menos um secador por convexão. Na aplicação de várias camadas de primário ou subcamadas de base, ocorre respetivamente de forma adequada, depois da aplicação da respetiva camada de primário ou subcamada de primário, uma etapa de secagem. É também concebível que após cada etapa de secagem de uma subcapa estejam previstas uma ou diversas unidades de polimento para o polimento das camadas de primário.

No presente caso, numa outra forma de execução do processo, no caso da aplicação de pelo menos uma subcamada na placa de suporte, pode depois ser aplicada sobre a mesma pelo menos uma camada de primário, por exemplo na forma de um acabamento endurecível por radiação UV ou pela incidência de um feixe de eletrões. A camada decorativa já acima mencionada pode ser aplicada por impressão direta. No caso de uma impressão direta, a aplicação de uma tinta de impressão pigmentada à base de água ocorre no processo de rotogravura ou no processo de impressão digital, em que a tinta de impressão pigmentada à base de água é aplicável em mais do que uma camada, por exemplo na forma de duas até dez camadas, de um modo preferido três até oito camadas.

No caso de uma impressão direta, a aplicação de pelo menos uma camada decorativa, como referido, ocorre por meio de um processo analógico de rotogravura e/ou um processo de impressão digital. 0 processo de rotogravura é uma técnica de impressão na qual os elementos a serem representados estão presentes como depressões de um molde de impressão, que são entintados antes da impressão. A tinta de impressão encontra-se sobretudo nas depressões e é transferida, em virtude da pressão de contacto do molde de impressão e das forças de aderência, para o objeto a ser impresso, como por exemplo uma placa de suporte de fibras de madeira. No caso de uma impressão digital, pelo contrário, a imagem de impressão é transferida diretamente de um computador para uma impressora, como por exemplo uma impressora laser ou impressora de jato de tinta. Neste caso, a utilização de uma forma de impressão estática não é requerida. Em ambos os processos, é possível a utilização de cores aquosas e de tintas ou de corantes de base UV. Também é concebível combinar as técnicas de impressão mencionadas da rotogravura e da impressão digital. Uma combinação adequada das técnicas de impressão pode ocorrer, por um lado, diretamente na placa de suporte ou na camada a ser impressa, ou mesmo antes da impressão, através do ajuste do conjunto de dados eletrónicos utilizados. A placa de suporte provida de uma camada de desgaste na forma de um overlay líquido (variante a) ou de uma camada de proteção endurecível por radiação (variante b) pode também ser provida de uma estrutura 3D estampada, em que a estrutura superficial é estampada, de um modo preferido, numa prensa de ciclo curto, de modo opcionalmente síncrono à decoração. A estrutura 3D é estampada ou impressa, de um modo preferido, por meio de estrutura de estampagem apropriadas. As estruturações podem-se efetuar sob utilização de rolos estruturados para verniz, calandras estruturadas ou folhas de prensagem estruturadas. 0 presente processo possibilita, assim, a determinação da resistência à abrasão de uma placa de derivados da madeira com a seguinte estrutura de camadas: placa de suporte de fibras de madeira-subcamada-camada de primário-camada decorativa-camada de desgaste. Cada uma destas camadas pode estar presente numa ou em várias subcamadas. No lado posterior da placa de suporte de fibras de madeira podem ser aplicados um papel estabilizador e outras camadas de isolamento acústico. Como camadas de isolamento acústico, podem ser utilizados, em particular, tapetes de polietileno reticulado com espessuras de 1,0 mm ou películas preenchidas e resistentes com uma espessura de 0,3-3 mm, bem como películas de espuma de polietileno e poliuretano.

Numa forma de execução particularmente preferida do presente processo é aplicada no lado inferior da placa de suporte de madeira pelo menos uma camada de resina termoendurecível, que não contém, contudo, quaisquer partículas resistentes à abrasão. O presente processo para a determinação da resistência à abrasão de uma camada de desgaste disposta numa placa de suporte é executado num dispositivo ou linha de produção para a produção de placas de material, que compreende pelo menos um dispositivo para a aplicação de pelo menos uma camada de desgaste numa camada de suporte, como por exemplo um overlay líquido, pelo menos um dispositivo para a secagem da camada de desgaste e pelo menos um detetor NIR para a execução do processo de acordo com a invenção, em que o pelo menos um detetor NIR está disposto na direção de processamento, a jusante do dispositivo de aplicação e do dispositivo de secagem. 0 pelo menos um detetor NIR está disposto, por conseguinte, numa linha de produção da pelo menos uma placa de material, compreendendo pelo menos um dispositivo de aplicação para a camada de desgaste a ser aplicada, como por exemplo um rolo, um dispositivo de pulverização ou um dispositivo de fundição, e pelo menos um dispositivo de secagem, por exemplo na forma de um secador por convexão, secador de raios IV e/ou secador de radiação NIR.

Numa variante, o presente dispositivo ou linha de produção compreende um dispositivo para a aplicação de pelo menos uma camada de resina no lado da placa de suporte oposto à camada de desgaste e um dispositivo para a secagem desta pelo menos uma camada de resina, em que ambos os dispositivos estão dispostos na direção de processamento a montante do pelo menos um detetor NIR. É particularmente preferido, quando o dispositivo para a aplicação da pelo menos uma camada de desgaste no lado superior da placa de suporte e o dispositivo para a aplicação da pelo menos uma camada de resina no lado inferior da placa de suporte estão dispostos paralelamente um ao outro, para que seja possível uma aplicação simultânea da camada de desgaste no lado superior e da camada de resina no lado inferior da placa de suporte. De forma análoga, também é preferido quando os respetivos dispositivos de secagem para a camada de desgaste no lado superior e a camada de resina no lado inferior da placa de suporte estão dispostos um em relação ao outro de tal maneira, que o procedimento de secagem ocorre ao mesmo tempo. É também concebível, que o dispositivo ou linha de produção para a produção das placas de material compreenda mais do que um dispositivo de aplicação para a camada de desgaste e camada de resina e mais do que um dispositivo de secagem para a camada de desgaste/camada de resina, em que o pelo menos um detetor NIR está disposto na direção de processamento, a jusante do último dispositivo de secagem. Num tal caso, a quantidade de aplicação por camada de desgaste e por dispositivo de aplicação pode ser igual ou pode variar. A quantidade total de camada de desgaste pode variar, por exemplo no caso de três subcamadas da camada de desgaste, entre 50 g/m2 e 120 g/m2 e atingir por dispositivo de aplicação entre 25% em peso e 50% em peso. É também concebível que a presente linha de produção compreenda dispositivos de aplicação e dispositivos de secagem para pelo menos uma subcamada e/ou camada de primário, bem como um dispositivo de aplicação para a aplicação de pelo menos uma camada decorativa. Neste caso, o dispositivo de aplicação para uma camada decorativa pode compreender diversos cilindros de impressão para a rotogravura (por exemplo três ou quatro cilindros de impressão). É também concebível, contudo, que a linha de produção prescinda de dispositivos de aplicação e/ou dispositivos de secagem para a subcamada, camada de primário e/ou camada decorativa e que já utilize placas de derivados da madeira pré-impressas e temporariamente armazenadas.

Numa forma de execução preferida, a disposição de uma linha de produção é a seguinte: a) um primeiro dispositivo de aplicação para a aplicação de pelo menos uma primeira subcamada de uma camada de desgaste no lado superior de uma placa de suporte, em particular de uma placa de suporte impressa, e de pelo menos uma primeira subcamada de uma camada de resina (sem partículas resistentes à abrasão) no lado inferior da placa de suporte; b) uma unidade de IV, disposta numa direção de processamento atrás do primeiro dispositivo de aplicação (em que a unidade de IV contribui, em particular, para uma geração de uma temperatura mínima predeterminada da superfície superior e a homogeneização da temperatura da superfície superior) e pelo menos um primeiro dispositivo de secagem (por exemplo secador por convexão), disposto na direção de processamento atrás da unidade de IV, para a secagem da pelo menos uma primeira subcamada da camada de proteção contra o desgaste e/ou da camada de resina; c) um segundo dispositivo de aplicação, disposto na direção de processamento atrás do primeiro dispositivo de secagem, para a aplicação de pelo menos uma segunda subcamada de uma camada de desgaste no lado superior da placa de suporte e de pelo menos uma segunda subcamada de uma camada de resina, no lado inferior da placa de suporte; d) um segundo dispositivo de secagem (por exemplo secador por convexão), disposto numa direção de processamento atrás do segundo dispositivo de aplicação, para a secagem da pelo menos uma segunda subcamada da camada de proteção contra o desgaste e/ou da camada de resina; e) um terceiro dispositivo de aplicação, disposto na direção de processamento atrás do segundo dispositivo de secagem, para a aplicação de pelo menos uma terceira subcamada de uma camada de proteção contra o desgaste no lado superior da placa de suporte e de pelo menos uma terceira subcamada de uma camada de resina no lado inferior da placa de suporte; f) um terceiro dispositivo de secagem (por exemplo secador por convexão), disposto numa direção de processamento atrás do terceiro dispositivo de aplicação, para a secagem da pelo menos uma terceira subcamada da camada de proteção contra o desgaste/camada de resina; g) um detetor NIR, disposto na direção de processamento atrás do terceiro dispositivo de secagem, para a determinação da resistência à abrasão da camada de desgaste disposta no lado superior da placa de suporte; h) uma prensa de ciclo curto, disposta na direção de processamento atrás do detetor NIR, para a prensagem e endurecimento da camada de desgaste disposta no lado superior da placa de suporte e da camada de resina disposta no lado inferior da placa de suporte.

De um modo preferido, os dispositivos de aplicação a serem utilizados são rolos de aplicação que possibilitam uma aplicação das camadas no lado superior ou no lado inferior da placa de suporte. De um modo preferido, ocorre uma aplicação paralela da camada de desgaste no lado superior e da camada de resina no lado inferior da placa de suporte de derivados da madeira.

Conforme as exigências da linha de produção, é naturalmente possível variar o número de dispositivos de aplicação e de dispositivos de secagem. Deste modo pode estar previsto, por exemplo, a seguir à prensa de ciclo curto, um defletor de refrigeração para o arrefecimento das placas endurecidas de derivados da madeira.

Como pode ser deduzido das formas de realização acima, a medição NIR ocorre depois da última aplicação de resina, atrás do correspondente secador de convexão, antes da prensa de ciclo curto. Neste caso, cada placa individual é medida online pelo detetor NIR. Através da movimentação do detetor NIR transversalmente à direção de produção, é possível uma medição da resistência à abrasão sobre toda a amplitude da produção. Deste modo, a medição NIR proporciona um processo de medição continuo e não destrutivo, para a determinação da resistência à abrasão e possibilita uma intervenção imediata na sequência do processo.

Em seguida, a invenção é explicada mais detalhadamente, num exemplo de execução, com referência às figuras dos desenhos. Mostram:

Figura 1 uma representação esquemática das amostras individuais recolhidas como amostra de referência para o ensaio da resistência à abrasão, para a calibração de uma placa de suporte provida de uma camada de desgaste, e

Figura 2 uma representação esquemática de uma linha de produção de uma placa de material sob utilização do processo de acordo com a invenção.

Criação de uma amostra de referência e calibração A calibração ocorre através do registo de um espetro NIR de uma placa de suporte como amostra de referência, provida de uma camada de desgaste, mas ainda não prensada, que é ensaiada à resistência à abrasão depois do procedimento de prensagem.

Para o efeito, uma placa 1 HDF impressa é uniformemente revestida por cima, numa máquina de revestimento por meio de cilindros de aplicação, ao longo de diversas máquinas de aplicação por cilindros com secagem intermédia, com uma resina líquida de melanina-formaldeído com partículas de vidro e de corindo. A quantidade de partículas de matéria sólida em todo o revestimento varia conforme a classe de abrasão produzida e situa-se entre 10 até 50 gm/m2. As partículas de matéria sólida utilizadas apresentam um diâmetro entre 10 e 100 pm.

Antes do procedimento de prensagem na prensa de ciclo curto é registado um espetro NIR da placa de suporte revestida, num trecho 2 predefinido da placa de suporte.

Depois, a placa é prensada a 200 °C e a 40 bar durante 8 segundos numa prensa de ciclo curto. Neste caso, a camada de proteção é completamente endurecida. Após o arrefecimento da placa, são recolhidas diversas (em particular quatro) amostras (P1-P4) de 10 cm x 10 cm para o ensaio da resistência à abrasão. A recolha de amostras para o ensaio da resistência à abrasão ocorre na região 2 da placa, na qual foi registado o espetro NIR (ver Figura 1).

Os valores de abrasão são determinados conforme o processo de acordo com a norma DIN EN 13329 e a partir dos valores de abrasão é formado um valor médio e atribuído ao espetro NIR medido. Deste modo são registados diversos espetros de referência de placas revestidas com diferentes decorações coloridas. A partir dos espetros de referência é criado um modelo de calibração, o qual pode ser utilizado para a determinação ou previsão da resistência à abrasão de uma amostra desconhecida. A criação do modelo de calibração ocorre por meio de análise de dados com multivariáveis. Isto ocorre com um software adequado de análise, por exemplo com o software de análise The Unscrambler da firma CAMO. O espetro NIR foi registado, no presente caso, numa gama de comprimentos de onda entre 900 e 1700 nm. Para o registo dos espetros NIR foi utilizado um dispositivo de medição NIR da firma Perten. O sensor de medição apresenta a designação DA7400.

Exemplo de execução

No exemplo da determinação da resistência à abrasão de uma camada de proteção, o processo de medição é explicado numa linha de fluxo com uma prensa de ciclo curto, que está representada na Figura 2 de forma esquemática.

Na linha de fluxo são processadas, a 30 m/min, placas HDF impressas com 2,0 m de largura e 2,80 m de comprimento, com uma espessura de placa de 8 mm. Para o efeito, as placas são revestidas em três unidades (1 a 3) de aplicação, no lado superior com uma resina líquida de melanina-formaldeído, que contém partículas de matéria sólida e, a partir debaixo, com uma resina líquida de melanina-formaldeído. Como resina de revestimento serve uma resina aquosa de melanina-formaldeído com uma proporção de matéria sólida de 60% em peso.

Após cada aplicação, as placas são respetivamente secas num secador (la-3a) de ar quente a 200 °C. A quantidade total de aplicação do overlay líquido no presente exemplo de execução após três aplicações varia, conforme as exigências, entre 50 g/m2 e 120 g/m2 e está repartida pelas unidades de aplicação individual da seguinte forma: UAI - 50% em peso/ UA2 - 25% em peso/ UA3 - 25% em peso. A medição NIR ocorre depois do terceiro secador 3a de convexão. Neste caso, cada placa individual é medida online pelo detetor NIR, em que o detetor NIR se movimenta de forma transversal à direção de produção, para que seja possível uma determinação da resistência à abrasão sobre toda a amplitude da produção da placa de derivados da madeira.

Subsequentemente, as placas de derivados da madeira revestidas são prensadas numa prensa 4 de ciclo curto a 200 °C durante 8 segundos. A pressão específica da prensa de ciclo curto atinge 40 kg/cm2 (40 bar). Depois dos procedimentos de prensagem e de endurecimento, as placas são arrefecidas num deletor de refrigeração e são subsequentemente armazenadas ou diretamente utilizadas.

Deste modo, a medição NIR proporciona um processo de medição continuo e não destrutivo, para a determinação da resistência à abrasão de uma camada de desgaste e possibilita uma intervenção imediata na sequência do processo.

Claims (13)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Processo para a determinação da resistência à abrasão de pelo menos uma camada de desgaste disposta numa placa de suporte, compreendendo as etapas registo de pelo menos um espetro NIR da camada de desgaste disposta na pelo menos uma placa de suporte, antes do endurecimento da pelo menos uma camada de desgaste com a placa de suporte, com utilização de pelo menos um detetor NIR numa gama de comprimentos de onda entre 500 nm e 2500 nm, de um modo preferido entre 700 nm e 2000 nm, de modo particularmente preferido entre 900 nm e 1700 nm; determinação da resistência à abrasão da pelo menos uma camada de desgaste por meio de uma análise de dados de multivariáveis (MDA) através da comparação do espetro NIR determinado para a resistência à abrasão a ser determinada da pelo menos uma camada de desgaste com pelo menos um espetro NIR determinado para pelo menos uma amostra de referência da pelo menos uma camada de desgaste com resistência à abrasão conhecida, em que o pelo menos um espetro NIR com resistência à abrasão conhecida da pelo menos uma camada de desgaste, determinado para a pelo menos uma amostra de referência, foi determinado de antemão com utilização do mesmo detetor NIR, antes do endurecimento, numa gama de comprimentos de onda entre 500 nm e 2500 nm, de um modo preferido entre 700 nm e 2000 nm, de modo particularmente preferido entre 900 nm e 1700 nm.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a resistência à abrasão da pelo menos uma camada de desgaste da pelo menos uma amostra de referência ter sido determinada depois do endurecimento por meio de pelo menos uma amostra individual recolhidasda amostra de referência endurecida.
3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a resistência à abrasão da camada de desgaste da amostra de referência ser determinada por meio de pelo menos uma, de um modo preferido pelo menos quatro ou mais, das amostras individuais recolhidas da amostra de referência, de um modo preferido de acordo com a norma DIN EN 13329:2009 (D).
4. 4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a amostra de referência com resistência à abrasão conhecida da camada de desgaste compreender uma camada de desgaste aplicada numa placa de suporte, em que a placa de suporte e a camada de desgaste da amostra de referência são iguais à amostra a ser medida composta por placa de suporte e camada de desgaste.
5. 5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a pelo menos uma camada de desgaste ser selecionada do grupo que contém a) pelo menos uma camada de proteção termoendurecivel e/ou b) pelo menos uma camada de proteção endurecivel por radiação UV e/ou endurecivel pela incidência de um feixe de eletrões.
6. 6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a pelo menos uma camada de desgaste compreender pelo menos uma camada de proteção termoendurecivel.
7. 7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a pelo menos uma camada de desgaste compreender partículas resistentes à abrasão escolhidas, em particular, do grupo que contém óxidos de alumínio, carboneto de boro, dióxidos de silício e carbonetos de silício.
8. 8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a pelo menos uma camada de desgaste compreender partículas resistentes à abrasão numa quantidade entre 5 e 100 g/m2, de um modo preferido entre 10 e 70 g/m2, de modo particularmente preferido entre 20 e 50 g/m2.
9. 9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a pelo menos uma camada de desgaste apresentar uma espessura entre 0,01 até 10 mm, de um modo preferido entre 0,05 até 7 mm, de modo particularmente preferido entre 0,1 até 5 mm.
10. 10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a pelo menos uma camada de desgaste compreender pelo menos duas subcamadas, de um modo preferido pelo menos três subcamadas aplicadas sucessivamente.
11. 11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por a quantidade de aplicação das subcamadas ser igual ou diferente .
12. 12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a pelo menos uma placa de suporte ser uma placa de derivados da madeira, em particular uma placa de fibras de média densidade, placa de fibras de elevada densidade, placa de lascas grosseiras ou placa de contraplacado, uma placa de fibrocimento e/ou uma placa de gesso com fibras, uma placa de óxido de magnésio, uma placa de plástico-madeira e/ou uma placa de plástico.
13. 13. Utilização de pelo menos um detetor NIR para a determinação da resistência à abrasão da camada de desgaste, aplicada numa placa de suporte, conforme um processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 12 num dispositivo para a produção de placas de material.