製造裝飾性熱固性塑料層壓板的方法
2023-05-08 12:36:31 3
專利名稱：製造裝飾性熱固性塑料層壓板的方法
技術領域：
本發明涉及一種製造具有耐磨性和抗刮傷性表面層的裝飾性熱固性層壓板的方法。
裝飾性熱固性層壓板已眾所周知且例如用作牆壁、櫃門、臺面、桌面、其它家具的表面材料以及用作地板材料。
此類層壓板通常由2-7層用苯酚-甲醛樹脂浸漬的牛皮紙片材、一層用密胺-甲醛樹脂浸漬的單色或花紋裝飾性紙片材和一層用密胺-甲醛樹脂浸漬的所謂的細紋α-纖維素貼面片材製成。
該貼面片材用來保護該裝飾性紙片材以使其不受磨損。在某些情況下，省去該貼面片材。
還有由裝有此種裝飾性紙片材以及可能的話一層貼面片材的創花板或纖維板基層組成的層壓板。這些片材可在加熱加壓下層壓於基層。若僅使用一層裝飾性紙片材，則可將其膠合到基層上。
上述層壓板確實具有許多良好的性能，但已證明需大大改進暴露於過度磨損條件下的層壓板的耐磨性和抗表面刮傷性。這尤其對地板材料來說是需要的，但臺面和桌面層壓板也有某種程度的需要。
根據美國專利4,940,503，已成功地改善了此類層壓板的耐磨性。其方法是，用密胺-甲醛樹脂浸漬紙卷材。該卷材至少一側用小的幹硬顆粒塗覆，其平均顆粒尺寸為約1-80μm，均分地分布在該卷材上的溼樹脂表面上，然後乾燥該樹脂。然後可能的話將該顆粒塗覆的卷材，即所謂的預浸材料切割成片材。將至少一個此類片材或卷材放置在基層上作表面層並將其粘合。由此生產的層壓板具有良好的耐磨性。
根據本發明所使用的硬顆粒的平均顆粒尺寸通常約為50μm，這從耐磨性來看是有利的。然而已證明以已知方式生產的層壓板的抗刮傷性並不總是令人滿意。此外，在層壓階段所使用的壓板被該層壓板表面中的較大顆粒刮傷。壓板非常昂貴且由高質量鋼製造。通常使用易處理的鋁箔過渡層來保護這些壓板，但這影響生產成本。
存在一種能生產耐磨和抗刮傷性裝飾性層壓板且避免上述問題的需要。
根據本發明，可以實現一種製造具有耐磨和抗刮傷性表面層的裝飾性熱固性層壓板的方法，該層壓板包括用熱固性樹脂浸漬的紙片材。該方法的特徵在於用密胺-甲醛樹脂浸漬連續的紙卷材，該卷材的一側用約2-20g/m2，優選約6-12g/m2平均顆粒尺寸為約30-90μm，優選約40-70μm的硬顆粒塗覆。這些顆粒均勻分布於紙卷材的整個溼樹脂表面，然後乾燥該樹脂。該卷材的另一側，或第二紙卷材用密胺-甲醛樹脂塗覆，該樹脂含有平均顆粒尺寸為約1-15μm，優選約1-9μm的硬顆粒，其量使得該卷材具有一層約1-15g/m2，優選約2-10g/m2這些硬顆粒的塗層，然後乾燥該樹脂。可能的話將該顆粒塗覆的浸漬紙卷材即所謂的預浸材料切割成片材，將至少一層此片材或卷材置於基層上作為表面層並使其粘合，從而使塗有最小顆粒的表面朝向該層壓板的上側放置，而具有較大顆粒的表面朝下。或者可將具有最小顆粒的第一片材或卷材放在該層壓板上作最上層，顆粒塗覆側朝向該層壓板的上側，具有較大顆粒的第二片材或卷材置於該最上層之下，顆粒塗覆表面朝外。
硬顆粒可包含許多不同材料。尤其合適的材料是二氧化矽、氧化鋁和/或碳化矽。因此兩種或多種材料的共混物也是可能的。
基層可包括纖維板或刨花板，從而顆粒塗覆的紙片材通過在加熱加壓下層壓或通過膠合而與該基層粘合。該基層也可包括許多未用顆粒塗覆的常用的乾燥預浸卷材或預浸片材。這些顆粒塗覆的卷材或片材置於這些常用的卷材或片材之上，從而在這些卷材或片材最上層中的樹脂通常由密胺-甲醛樹脂構成，而這些卷材或片材的其餘部分優選含有苯酚-甲醛樹脂或苯酚-脲-甲醛樹脂，然後通過使用高壓和升高的溫度將這些卷材或一疊片材連續或不連續地與表面層層壓在一起。
顆粒塗覆的紙卷材或紙片材通常由所謂的貼面紙，優選α-纖維素的貼面紙構成。
然而，也可用硬顆粒塗覆所謂的裝飾片材。該裝飾片材可為花紋的或單色的。
在某些情況下，可用顆粒塗覆貼面片材以及裝飾片材或使用兩層或多層顆粒塗覆的貼面片材或裝飾片材。也可以將常規的未用顆粒塗覆的貼面片材放在該顆粒塗覆的片材之上。
本發明將參照以下具體實施例進一步說明，其中實施例1-7說明本發明的第一實施方案，其中層壓板的最上層片材由所謂的貼面層構成，其上側用含有小的硬顆粒的密胺-甲醛樹脂漿料塗覆，而下側用在仍然溼的密胺-甲醛樹脂(紙已用該樹脂浸漬)中的稍大顆粒塗覆。
實施例8說明用於對比的現有技術層壓板，該層壓板按美國專利4,940,503製造，其中該層壓板中的最上層片材的下側已用在仍然溼的密胺-甲醛樹脂(紙已用該樹脂浸漬)中的相當大顆粒塗覆。
實施例9和10說明本發明的另一實施方案，其中層壓板的最上層片材用含有小的硬顆粒的密胺-甲醛樹脂漿料塗覆。該最上層片材的下側未用任何顆粒塗覆。相反，將稍大顆粒噴灑在第二上層的密胺-甲醛樹脂浸漬的紙片材上側上仍然溼的樹脂上。
實施例11說明在本發明範圍之外的對比試驗。該層壓板的最上層片材由一種貼面層構成，其上側用含有小的硬顆粒的密胺-甲醛樹脂漿料塗覆。該紙片材的下側未用任何較大硬顆粒塗覆，也沒有任何用較大硬顆粒塗覆的第二下層片材。
從本發明的實施例1-7、9和10看出，通過在最上層片材上側使用小的硬顆粒達到了非常良好的抗刮傷性。在該最上層片材下側上的稍大顆粒或在接下來的片材上側上的稍大顆粒給出了非常良好的耐磨性。
實施例8的對比試驗表明當在最上層片材下側上使用較大的硬顆粒時獲得了良好的耐磨性。但抗刮傷性相當差。
實施例11的對比試驗表明當在最上層片材的上側使用小的硬顆粒時獲得了良好的抗刮傷性。但若在該最上層紙的下側或在下層紙上省去較大顆粒，則耐磨性極差。
這些實施例顯示了由根據ASTMD-2197的改變形式的兩種不同方法測得的抗刮傷性。在第一種方法中，樣品在一個觀察櫃中以眼睛-樣品距離772-914mm且觀察角距桌表面為45-75°進行評價。根據分類標度評價該樣品。該第一方法稱為遙測法(distance)。
第二種方法以相同方式進行。但進行試驗的人不選定該角度和他本身的距離，因而真實刮傷變得可見。該第二方法稱為真實法(real)。低值表明最好的抗刮傷性。
在這些實施例中，僅通過橫跨該層壓板(紙)的製造方向刮擦來測量抗刮傷性，因為在該方向上刮傷更易觀察。有時也測量沿該層壓板的抗刮傷性。
在這些實施例中的耐磨性根據EN438-26測量。
根據該標準方法，分兩步測量最終層壓板整個裝飾性層上的磨損。在第一步中測量所謂的IP(初始點)，此時開始初始磨損。
在第二步中測量所謂的EP(終點)，此時95％的裝飾層被磨掉。
另外該標準方法規定將在第一步和第二步中用該測試機器產生的轉數加起來並將所得和除以2。從而得到磨損的50％點，它通常為在標準和單行本中所報導的數值。
但在以下實施例中僅使用IP。
實施例1a)將一卷表面重量為25g/m2的α-纖維素的所謂貼面紙用密胺-甲醛樹脂溶液浸漬至以幹的浸漬紙計算樹脂含量為57wt％。該溼的紙卷材上側用氧化鋁顆粒噴灑至其量為8g/m2。這些顆粒的平均尺寸為50μm。這些顆粒通過使用美國專利4,940,503中所述設備塗覆。
然後將顆粒塗覆的紙卷材連續供入加熱烘箱中，在這裡溶劑被蒸發，同時樹脂固化到所謂的B階。乾燥後紙的水分含量為10wt％。該紙卷材未噴灑的另一側用含有氧化鋁顆粒的密胺-甲醛樹脂漿料塗覆至其量為5.3wt％。顆粒平均尺寸為1μm。
然後將該紙卷材在烘箱中連續乾燥，直至該紙的水分含量為7wt％。
完全浸漬紙的最終樹脂含量以幹浸漬紙計算為70wt％，所加氧化鋁顆粒的總量為8+2.7g/m2。
將該紙卷材切成適當長度的片材。
b)將一卷表面重量為25g/m2的α-纖維素的所謂貼面紙用密胺-甲醛樹脂溶液浸漬至以幹的浸漬紙計算樹脂含量為70wt％。該溼的紙卷材上側用氧化鋁顆粒噴灑至其量為7g/m2，所用設備與上面a)中相同。這些顆粒的平均尺寸為50μm。然後將該紙卷材幹燥至水分含量為7wt％。將該紙卷材切割成與上面a)中相同長度的片材。
c)將一卷表面重量為100g/m2的所謂裝飾紙用密胺-甲醛樹脂溶液浸漬至以幹的浸漬紙計算樹脂含量為46wt％。乾燥該浸漬的紙卷材至水分含量為4wt％。
將該紙卷材切割成與上面a)和b)中相同長度的片材。
d)將一卷表面重量為170g/m2的牛皮紙用苯酚-甲醛樹脂溶液浸漬至以幹的浸漬紙計算樹脂含量為28wt％。將該溼的紙卷材幹燥至最終水分含量為7wt％。將該紙卷材切割成與上面相同長度的片材。
將如上面a)-d)中所述的浸漬紙片材以下列順序置於兩壓板之間一層紙a)，其具有最小顆粒的一側朝外；一層紙b)，其噴灑側朝外；一層紙c)和三層紙d)。最後所述的紙，即所謂的基片一起構成該層壓板中的基層，該層壓板通過在常規的多開口(multi-opening)壓機中於85巴壓力下壓制這些片材80分鐘而製造。
所製造的層壓板的性能如下耐磨性16100轉抗刮傷性橫向/4(遙測法)，橫向/9(真實法)實施例2重複實施例1的程序，不同的是在步驟a)中的密胺-甲醛樹脂漿料含有平均尺寸為3μm而不是1μm的氧化鋁顆粒。
所製造的層壓板的性能如下耐磨性14050轉抗刮傷性橫向/3(遙測法)，橫向/3(真實法)實施例3重複實施例1的程序，不同的是在步驟a)中的密胺-甲醛樹脂漿料含有10.6wt％而不是5.3wt％的氧化鋁顆粒。另外氧化鋁顆粒的平均尺寸為5μm而不是1μm。顆粒總量為8+5.4g/m2。
所製造的層壓板的性能如下耐磨性15500轉抗刮傷性橫向/1(遙測法)，橫向/7(真實法)實施例4重複實施例3的程序，不同的是在步驟a)中的密胺-甲醛樹脂漿料含有15.9wt％而不是10.6％的氧化鋁顆粒。在該實施例中氧化鋁顆粒的平均尺寸也為5μm。加入的顆粒總量為8±8.1g/m2。
所製造的層壓板的性能如下耐磨性14200轉抗刮傷性橫向/1(遙測法)，橫向/1(真實法)實施例5重複實施例1的步驟，不同的是在步驟a)中密胺-甲醛樹脂漿料含有的氧化鋁顆粒的平均尺寸為9μm而不是1μm。
所製造的層壓板的性能如下耐磨性15100轉抗刮傷性橫向/3(遙測法)，橫向/3(真實法)實施例6a)將一卷表面重量為25g/m2的α-纖維素的所謂貼面紙用密胺-甲醛樹脂溶液浸漬至以幹的浸漬紙計算樹脂含量為57wt％。該溼的紙卷材上側用氧化鋁顆粒噴灑至其量為9g/m2。這些顆粒的平均尺寸為50μm。這些顆粒通過使用美國專利4,940,503所述設備施加。
然後將顆粒噴灑的紙卷材連續供入加熱烘箱中，在這裡溶劑被蒸發，同時樹脂固化到所謂的B階。乾燥後該紙的水分含量為10wt％。
該紙卷材未噴灑的另一側用含氧化鋁顆粒的密胺-甲醛樹脂漿料塗覆至其量為10.6wt％。這些顆粒的平均尺寸為3μm。
然後將該紙卷材在烘箱中連續乾燥，直至該紙的水分含量為7wt％。
完全浸漬過的紙中最終樹脂含量以幹的浸漬紙計算為72wt％，所加氧化鋁顆粒的總量為9+5.4g/m2。
b)將一卷表面重量為25g/m2的α-纖維素的所謂貼面紙用密胺-甲醛樹脂溶液塗覆至以幹的浸漬紙計算樹脂含量為72wt％。然後將該紙卷材幹燥至水分含量為7wt％。
c)將一卷表面重量為100g/m2的所謂裝飾紙用密胺-甲醛溶液浸漬至以幹的浸漬紙計算樹脂含量為46wt％。將該浸漬的紙卷材幹燥至水分含量為4wt％。
d)將一卷表面重量為150g/m2的牛皮紙用苯酚-甲醛樹脂溶液浸漬至以幹的浸漬紙計算樹脂含量為36wt％。將該溼紙卷材幹燥至水分含量為7wt％。
將如上面a)-d)中所述的浸漬紙卷材以如下順序連續供入連續壓機的兩壓帶之間一層紙a)，其具有最小顆粒側朝外；一層紙b)；一層紙c)和三層紙d)。
壓制循環持續20秒，壓力為35巴。然後將層壓板切成合適長度。
所製造的層壓板的性能如下耐磨性13900轉抗刮傷性橫向/3(遙測法)，橫向/5(真實法)實施例7重複實施例6的程序，不同的是在步驟a)中密胺-甲醛樹脂漿料含有5.3wt％而不是10.6wt％氧化鋁顆粒。這些顆粒的平均尺寸為1μm而不是3μm。所加氧化鋁顆粒的總量為9+2.7g/m2。
所製造的層壓板的性能如下耐磨性13900轉抗刮傷性橫向/5(遙測法)，橫向/7(真實法)實施例8a)將一卷表面重量為25g/m2的α-纖維素的所謂貼面紙用密胺-甲醛樹脂溶液浸漬至以幹的浸漬紙計算樹脂含量為70wt％。該溼紙卷材的上側用氧化鋁顆粒噴灑至其量為8g/m2。這些顆粒的平均尺寸為50μm。然後將該紙卷材在加熱烘箱中連續乾燥至水分含量為7wt％。該紙的另一側未被處理，因而不用任何硬顆粒塗覆。將該紙卷材切割成適當長度的片材。
根據實施例1重複步驟b)、c)和d)。
將根據以上步驟a)-d)的浸漬紙片材以下列順序置於兩個壓板之間一層紙a)，其顆粒側朝下；一層紙b)，其噴灑側朝外；一層紙c)和三層紙d)。以與實施例1相同的方式進行壓制。
所製造的層壓板的性能如下耐磨性13550轉抗刮傷性橫向/31(遙測法)，橫向/41(真實法)實施例9a)將一卷表面重量為25g/m2的α-纖維素的所謂貼面紙用密胺-甲醛樹脂溶液浸漬至以幹的浸漬紙計算樹脂含量為50wt％。然後乾燥該紙卷材至水分含量為7.2wt％。
該紙的一側用含氧化鋁顆粒的密胺-甲醛樹脂溶液的漿料塗覆至其量為5.0wt％。這些顆粒的平均尺寸為3μm。
然後在烘箱中連續乾燥該紙卷材，直至紙中水分含量為8.6wt％。
該完全浸漬的紙的最終樹脂含量以幹的浸漬紙計算為70wt％，所加氧化鋁顆粒的總量為3.3g/m2。
將該紙卷材切割成適當長度的片材。
b)將一卷表面重量為38g/m2的α-纖維素的花紋裝飾紙用密胺-甲醛樹脂溶液浸漬至以幹的浸漬紙計算樹脂含量為50wt％。該溼紙卷材的上側用氧化鋁顆粒噴灑至其量為9.5g/m2，所用設備與上面a)的相同。這些顆粒的平均尺寸為50μm。然後乾燥該紙卷材至水分含量為6.7wt％。將該紙卷材切割成與上面a)中相同的長度。
c)將一卷表面重量為100g/m2的單色裝飾紙用密胺-甲醛樹脂溶液浸漬至以幹的浸漬紙計算樹脂含量為54wt％。將該浸漬的紙卷材幹燥至水分含量為6.5wt％。
將該紙卷材切割成與上面a)和b)相同長度的片材。
d)將一卷表面重量為170g/m2的牛皮紙用苯酚-甲醛樹脂溶液浸漬至以幹的浸漬紙計算樹脂含量為28wt％。將該溼的紙卷材幹燥至最終水分含量為7wt％。將該紙卷材切割成與上面相同長度的片材。
將如上面a)-d)中所述的浸漬紙片材按如下順序置於兩壓板間一層紙a)，其顆粒塗覆側朝外；三層紙b)，其噴灑側朝外；一層紙c)和三層紙d)。最後所述的紙，即所謂的基片一起形成該層壓板的基層，該層壓板通過在常規的多開口壓機中於85巴壓力下壓制這些片材80分鐘而製造。
所製造的層壓板的性能如下耐磨性26100轉抗刮傷性橫向/1(遙測法)，橫向/9(真實法)實施例10a)將一卷表面重量為41g/m2的α-纖維素的花紋裝飾紙用密胺-甲醛樹脂溶液浸漬到以幹的浸漬紙計算樹脂含量為41wt％。然後將該紙卷材幹燥至水分含量為6.7wt％。然後將該紙卷材的一側用含有氧化鋁顆粒的密胺-甲醛樹脂漿料塗覆至其量為5wt％。這些顆粒的平均尺寸為3μm。
然後在烘箱中連續乾燥該紙卷材，直至該紙的水分含量為7.4wt％。
該完全浸漬的紙的最終樹脂含量以幹的浸漬紙計算為63wt％，而所加氧化鋁顆粒的總量為3.3g/m2。
將該紙卷材切割成合適長度的片材。
b)將一卷表面重量為41g/m2的α-纖維素的花紋裝飾紙用密胺-甲醛樹脂溶液浸漬至以幹的浸漬紙計算樹脂含量為49wt％。該溼紙卷材的上側用氧化鋁顆粒噴灑至其量為9.5g/m2，這些顆粒的平均尺寸為50μm。然後乾燥該紙卷材至水分含量為7wt％。將該紙卷材切割成與上面a)相同長度的片材。
重複根據實施例9的步驟c)和d)，以與實施例9相同的方式製造層壓板。
將如在上面a)-d)中所述的浸漬紙片材以如下順序放置一層紙a)，其顆粒塗覆側朝外；三層紙b)，其噴灑側朝外；一層紙c)和三層紙d)。
能製造的層壓板的性能如下耐磨性27100轉抗刮傷性橫向/5(遙測法)，橫向/9(真實法)實施例11a)將一卷表面重量為25g/m2的α-纖維素的所謂貼面紙用密胺-甲醛樹脂溶液浸漬至以幹的浸漬紙計算樹脂含量為50wt％。
然後將該紙卷材在加熱烘箱中連續乾燥。乾燥後紙中水分含量為10wt％。
將該紙卷材的一側用含有氧化鋁顆粒的密胺-甲醛樹脂溶液的漿料塗覆至其量為5.0wt％。這些顆粒的平均尺寸為3μm。
然後將該紙卷材在烘箱中連續乾燥直至紙的水分含量為7wt％。
在完全浸漬的紙中最終樹脂含量以幹的浸漬紙計算為70wt％，所加氧化鋁顆粒的總量為3.3g/m2。
將該紙卷材切割成適當長度的片材。
b)將一卷表面重量為100g/m2的所謂裝飾紙用密胺-甲醛樹脂溶液浸漬至以幹的浸漬紙計算樹脂含量為46wt％。然後將該紙卷材幹燥至水分含量為4wt％。
將該紙卷材切割成與上面a)相同長度的片材。
c)將一卷表面重量為170g/m2的牛皮紙用苯酚-甲醛樹脂溶液浸漬至以幹的浸漬紙計算樹脂含量為28wt％。將該溼紙卷乾燥至水分含量為7wt％。將其切割成與上面相同長度的片材。
將如在上面a)-c)中所述的浸漬紙片材以如下順序置於兩壓板之間一層紙a)，其顆粒塗覆側朝外；一層紙b)和三層紙c)。最後三層所述紙，即所謂的基片一起形成該層壓板的基層，該層壓板通過在常規的多開口壓機中在85巴壓力下壓制這些片材80分鐘而製造。
所製造的層壓板的性能如下耐磨性200轉抗刮傷性橫向/5(遙測法)，橫向/9(真實法)
權利要求
1.一種製造具有耐磨和抗刮傷性表面層的裝飾性熱固性層壓板的方法，該層壓板包括用熱固性樹脂浸漬的紙片材，其特徵在於用密胺-甲醛樹脂浸漬連續的紙卷材，該卷材的一側用約2-20g/m2，優選約6-12g/m2平均顆粒尺寸為約30-90μm，優選約40-70μm的硬顆粒塗覆，這些顆粒均勻分布在該紙卷材的整個溼樹脂表面上，然後乾燥該樹脂，該紙卷材的另一側或第二紙卷材用密胺-甲醛樹脂塗覆，其中該樹脂含有平均顆粒尺寸為約1-15μm，優選約1-9μm的硬顆粒，且其量使得該卷材具有約1-15g/m2，優選約2-10g/m2這些硬顆粒的表面塗層，乾燥該樹脂，可能的話將該顆粒塗覆的浸漬紙卷材切成片材，將至少一層這種片材或卷材置於基層上作為表面層並使其粘合，從而使塗有最小顆粒的表面朝向該層壓板的上側放置，而具有較大顆粒的表面朝下，或者具有最小顆粒的第一片材或卷材置於該層壓板中作最上層，其顆粒塗覆側朝向層壓板的上側，具有較大顆粒的第二片材或卷材置於該最上層之下，其顆粒塗覆表面朝外。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於基層包含許多未用顆粒塗覆的常規的乾燥預浸卷材或預浸片材，顆粒塗覆的卷材或片材置於這些常規卷材或片材之上，從而在這些卷材或片材的最上層中的樹脂可能由密胺-甲醛樹脂構成，而這些卷材或片材的其餘部分含有苯酚-甲醛樹脂或苯酚-脲-甲醛樹脂，然後將該卷材或一疊片材通過使用高壓和升高的溫度連續或不連續地與該表面層結合在一起。
3.根據權利要求1的方法，其特徵在於基層包括纖維板或刨花板。
4.根據權利要求1-3中任一項的方法，其特徵在於顆粒塗覆的紙卷材或紙片材包括所謂的貼面紙，優選α-纖維素的貼面紙和/或所謂的可以為花紋的或單色的裝飾性片材。
5.根據權利要求3的方法，其特徵在於顆粒塗覆的紙卷材或紙片材通過膠合或在加熱加壓下層壓而與基層結合。
6.根據權利要求1-5中任一項的方法，其特徵在於硬顆粒包括二氧化矽、氧化鋁和/或碳化矽。
7.根據權利要求1-6中任一項的方法，其特徵在於使用兩層顆粒塗覆的貼面片材。
全文摘要
公開了一種製造具有耐磨性和抗刮傷性表面層的裝飾性熱固性層壓板的方法,其中用密胺－甲醛樹脂浸漬連續的紙卷材,該卷材的一側用尺寸為30—90μm的硬顆粒塗覆。乾燥後,另一側用含有平均顆粒尺寸為1—15μm的硬顆粒的密胺－甲醛樹脂塗覆。乾燥後將該紙置於層壓板中作為最上層片材,塗有最小顆粒的一側朝上。
文檔編號B44C5/04GK1188447SQ9619487
公開日1998年7月22日 申請日期1996年6月18日 優先權日1995年6月19日
發明者P－E·威林, N－J·尼爾森, K·林德雷 申請人:佩什託普公司