提供具有氟聚合物浸漬的硬塗層的壓機板的方法

2023-08-05 22:34:41

專利名稱：提供具有氟聚合物浸漬的硬塗層的壓機板的方法
提供具有氟聚合物浸漬的硬塗層的壓機板的方法
背景技術：
(1)發明領域本發明涉及新型層壓製品以及使用壓制裝置生產它的方法。本發明的層壓製品具有由包括許多小硬顆粒產生的耐磨表面，這許多小硬顆粒中的至少一些在層壓製品的製造過程中接近壓制裝置。用來形成這種層壓製品的壓制裝置可以是具有壓機板、壓力帶的層壓壓機，或多個層壓層被壓機板分離，這樣在一個壓制循環中可以壓制形成許多層壓產品。 所述壓制裝置將單層或疊層加壓並形成和鞏固成層壓製品。無論是壓機板還是交錯的壓機板，壓制表面的磨耗或拋光都是由於小的硬顆粒存在造成的。劃痕的減少是通過在壓制表面的塗層中摻入氟聚合物來實現。所述新型層壓製品還包含相同的氟聚合物。(2)相關技術描述由壓製法生產的層壓製品一般是眾所周知的，在最近的幾十年裡已經廣泛傳播。 層壓製品通常由在壓制裝置中在加熱和加壓條件下壓實的多個層或疊層組成。所述層可以單獨用粘結劑例如熱固性樹脂浸漬，或者可以選擇性地預先浸漬、乾燥並部分固化至所謂的B-階形成「預浸料」，然後與一個或多個其它紙層、或芯材，例如纖維板(通常是中密度纖維板(MDF)或高密度纖維板(HDF))、亞麻、石膏、膠合板、碎料板、定向刨花板(OSB)、再生熱固性和/或熱塑性材料、用粘結劑粘附在一起的未經處理的熱塑性顆粒、含合成或天然橡膠的層、和它們的混合物；以及防止層壓製品變形的背襯層或「平衡」層一起餵料到壓機中。 所述背襯層通常也由熱固性樹脂和一個或多個紙層形成並通常是預浸料的形式。合適的熱固性樹脂包括蜜胺-甲醛樹脂、酚醛樹脂、苯酚-尿素-甲醛樹脂和聚酯樹脂。層壓製品的上表面可以包括一個或多個裝飾層，例如印刷的或單色的裝飾紙，或者可以裝飾上述「芯」 本身，例如直接在它上面印刷裝飾性油墨，在它上面施加油漆或漆層，或者兩者結合使用。但是，以前生產的這種層壓製品的上表面能夠被刻劃，或者以另外的方式損傷，除非將許多的硬顆粒應用到表面。在共同轉讓的美國專利4，940，503中公開了一種用於生產具有耐磨表面的裝飾性熱固性層壓製品的方法，其中在製造過程中應用了許多的硬顆粒。這種方法生產了第一種耐磨層壓製品，它能夠被用於高磨損區域，例如地板，從而生產耐(例如由女士的高跟鞋造成的)衝擊和耐(由附著於鞋底面的砂礫和其它碎屑或者家具腿移過所述表面造成的) 劃痕的地板。已經發現Moh硬度至少是5，優選至少是6的硬顆粒，例如氧化鋁、矽石、氮化矽、碳化矽、金剛石及其它類似硬顆粒有助於賦予這類層壓製品耐磨性。最上面的浸漬有樹脂，例如熱固性樹脂，例如蜜胺-甲醛樹脂的α -纖維素「覆蓋」層，位於所述磨料顆粒上方。但是，在共同轉讓的美國專利6，106，654(在此以引用方式整體併入)中，報導了當生產層壓製品中的這類耐磨損和耐劃痕表層時，即使使用了覆蓋層，在層壓過程中使用的壓機板經常被所述層壓製品表面相對較大的顆粒刻劃。由於這種壓機板是非常昂貴的並且是由高質量的材料製造的，因此一次性鋁箔中間層已經被用來保護所述壓機板，這影響了生產成本。因此美國專利6，106，654的專利權人建議將硬顆粒應用到不同的塗層中，其中上面的塗層具有不大於15 μ m的顆粒，紙網的另一面或者在含有這種硬顆粒的單獨的紙上的顆粒平均粒徑為30-90 μ m。這種方法通過使最小的顆粒直接在壓制表面上，更大的顆粒遠離壓機板的方式減少了壓機板的劃痕。但是，隨著耐磨層壓製品特別是用於地板耐磨層壓製品的逐漸流行，公布了更高的耐磨標準，從而與上述方法能夠實現的相比，要求在尺寸和裝載耐磨顆粒方面有更強的適應性。因此，在生產含有許多小的硬顆粒的層壓顆粒過程中，仍然存在防止刻劃壓制表面的需要。也可能通過將形成層的許多層壓製品層堆疊在金屬壓機板上然後將所述堆疊層裝載到層壓壓機中在一個壓制循環中產生許多層壓製品。一旦起動，所述壓機板給整個堆疊層加壓並且該壓機板將這些壓力分布在所述堆疊層上，從而在一個壓制循環中產生多個層壓製品。這一方法出現在美國專利3，215，579(在此以引用方式整體併入)中。這些現有技術專利每一篇都在此以引用方式整體併入。發明簡述本發明旨在提供一種用於生產包括熱固性樹脂的層壓產品的方法。用於該方法的壓制表面可以是直接連接或接近壓機的多塊壓機板的形式，或者處於疊層交錯的層壓材料以同時壓制許多層壓製品的一塊壓機板的形式。最優選地，這種壓機板/諸壓機板/帶是由金屬形成的，例如具有浸漬了氟聚合物的鎳和/或鉻或它們的合金的塗層的不鏽鋼。本文還公開了含有氟聚合物作為組分的新型層壓顆粒，具有由層壓產品中許多硬顆粒產生的耐磨表面。這種材料可以用於地板、壁板和天花板、建築物板和地板組件，提供耐磨表面，以提供沒有表面劃痕的多年可接受的壽命。附圖簡要說明

圖1是層壓壓機的示意圖；和圖2是多板壓機的示意圖。優選實施方案詳述如前面提到的，生產層壓製品，特別是熱固性裝飾層壓製品一般是眾所周知的。因此，層壓製品可以利用如圖1所示類型的層壓壓機來生產，其分別具有上下板110，當所述板110相對於彼此移動時，分別由液壓力、氣動力、機械力、電力或其它力(未示出)操作以產生壓力。最優選形式的壓機是液壓操作壓機，其中下板110是固定的，僅上板110是可移動的。但是，可以使用其它形式的壓機。在使用時將多個疊層插入板110之間並壓實成製品或層壓製品。所述疊層可以由一個或多個層本身組成，其中至少一些已經施加了熱固性樹脂，有或沒有預先固化成所謂的B-階並在壓機中高溫高壓下壓實。圖1是餵入了多個疊層的典型壓制裝置，所述多個疊層的至少一個是包含一個或多個層的裝飾紙或裝飾層122、薄木皮(通常具有0. 2-2. Omm的厚度)、印刷的或單色的紙層，任選地用熱固性樹脂浸漬以及至少一個是基礎層紙或芯材124。合適的基礎層是用熱固性樹脂浸漬的牛皮紙層或其它紙層，合適的芯材是各種纖維素層，例如MDF或HDF、膠合板、 定向刨花板、碎料板、石膏、亞麻、石膏、用粘結劑粘附在一起的熱固性和/或熱塑性顆粒、 再生熱固性樹脂顆粒等等。熱固性樹脂既可以作為液體被塗覆，然後被乾燥；任選地固化成 B-階；也可以直接使用仍然是溼的樹脂。所述疊層的上層可包括硬顆粒，這些硬顆粒的Moh硬度至少是約5，最優選至少是約6，並包含例如氧化鋁、矽石、碳化矽、氮化矽、金剛石及其組合的顆粒。這些硬顆粒優選是小尺寸的，即，平均粒徑是約2至約120微米，更優選約5 至約90微米，最優選約8至約80微米。因此，此處使用的「小的硬」顆粒平均粒徑最多是 120微米並且Moh硬度至少是約5。這些小的硬顆粒通常分散在上層，例如被噴撒在表面上或者被嵌入到紙或樹脂的整體中。很明顯，沒有本發明提供的保護，接近壓機板110的硬顆粒可能刻劃或損傷所述板的表面，從而減少了板的壽命，以及在所述板表面產生微小的缺陷或溝槽，從而導致隨後生產的層壓製品上表面的這些表面缺陷在光澤上具有負面的再現性或改變。其它的疊層可以包括天然的合成發泡的或未發泡的橡膠的消音層，在消音層上或所述層壓製品底部的平衡層。在層壓製品領域，特別是用於地板的層壓製品領域，最近感興趣的是生產「實際」 意義上為雙重天然材料的層壓製品。例如，如果用層壓製品代替木地板，希望所述層壓製品看起來包括實木的表面結構，例如節孔、木紋、凹點、微裂紋和其它類似的表面特徵，如在實木地板中發現的。這些表面特徵可以，例如，增強或「記錄」下面的圖像，或者可以是隨機的。其它類型的仿天然產品同樣如此，例如由具有起伏和/或下凹表面的層壓製品仿製的石頭或礦物地板。因此，板110的表面最經常用金屬例如鎳和/或鉻金屬或它們的合金覆蓋。板110和/或上板110上的塗層118可以具有木板的負性表面，例如小的凸起，以在所述層壓製品中模仿凹點或木紋。下板110上的塗層120不一定需要相同的表面裝飾程度， 因為它通常是製造層壓產品的底部，在使用時通常看不到。但是，也可以由下板110上的下板Iio塗層120賦予的點刻的表面特徵或其它結構的表面特徵存在於層壓製品的底部。為了避免刻劃上板110並延長板的壽命，本發明用鎳和/或鉻塗層118塗布通常由不鏽鋼形成的板110。在本發明中，所述金屬塗層將用氟聚合物浸漬，例如氟碳化合物、 CF3(CF2)nCF3，例如重均分子量為400，000-9, 000, 000的聚四氟乙烯聚合物；這種材料可以以商標名「TEFLON」購得。申請人相信本發明不僅能夠使壓制表面更好地從具有含有凸起和凹陷的那些表面的層壓表面剝離，而且壓機板可以在更多的壓制循環中利用而不需要修補或更換所述板的表面。即使最常見的層壓製品具有至少一個所謂的「覆蓋」層，例如α -纖維素作為在硬顆粒上的頂層，本發明也使得不使用該「覆蓋」層成為可能，將耐磨硬顆粒直接用於最上面的疊層的頂面而不需要任何的覆蓋紙。這一方法生產的產品是更加合乎需要的，因為覆蓋層的存在可能覆蓋，即使以微小的程度，裝飾層上的裝飾。將至少一些耐磨顆粒摻入芯材本身最上面的表面或層也在本發明的考慮範圍內。再來看圖1，它顯示了一種壓機，其中上下壓機板110分別具有鎳和/或鉻塗層 118、120，其中塗層118、120用氟聚合物例如聚四氟乙烯浸漬。浸漬的裝飾層122，包含具有硬顆粒的裝飾紙，當熱固性樹脂仍然是溼的時候被直接施加在它上面，通過閉合壓機板110 的方式被層壓到由預浸料牛皮紙層和平衡層126形成的芯IM上，從而在高溫條件下施加高壓使層122、IM和1 結合成層壓製品。雖然在該實施方案中，層IM和1 是預浸料紙芯層和平衡層，它們可以容易地被其它材料替代，例如前述的芯材，例如MDF、HDF和/或刨花板、石膏、膠合板、0SB、亞麻紙板等。裝飾紙122可以用已經乾燥的或甚至部分固化至所謂的B-階的或仍然是溼的熱固性樹脂浸漬。僅作為一個實例，層IM可以是所謂的B-階固化樹脂浸漬紙的預浸料，或者所述的其它芯材。粘結劑(未示出)可以插入層122、1M和126任何兩個之間，特別是當這些層是部分B-階固化形式時。所得層壓產品是高耐磨的， 可以用於高磨損區域，例如地板、墊板、瓷磚等。當這樣利用時，所述層壓製品的邊緣可以設有連接元件，例如凹槽和/或凸榫或者可以使用獨立的連接片將單獨的板連接成整體的地板結構。最常見地，層壓地板是不附著於任何底層結構的，例如底層地板，而被稱為「浮式地板」，因為它們是獨立於底層結構自由移動的。因此，所述連接元件將單獨的層壓板鎖定在一起，不僅防止在垂直方向上的分離，而且防止沿著板之間連接邊緣的水平方向上的分離。 這可以通過本領域中任何已知的鎖定體系實現，例如在美國專利5，706，621及其再頒專利美國再頒專利39，439、美國專利6，006，486,6, 101，778和6，397，547中所述的；均以引用方式併入此處。當採用具有氟聚合物浸漬塗層的壓機板時，這不僅在層壓過程中從壓機板中更好地剝離，而且也降低了接近硬顆粒的壓制表面的劃痕。用散布壓力或直接壓力層壓是指樹脂粘著到壓機板或粘著在壓機板上的可能性更低，這會使壓制時間更快，生產成本可能更低。如上所述，壓制過程中，所述板在壓到各個層上之前通常被加熱。由於板和層之間的相互作用作為壓力和溫度結果，因此最經常發生粘附。這種粘附現象通常會是壓制方法的瓶頸。通過摻入本發明的材料，相信所述粘附現象會顯著減少或者完全消除，可以預期生產速度可以提高10%以上。本發明的範圍也考慮包括在壓制後在壓制層壓製品和壓機板之間施加空氣流以進一步減少任何粘附現象的鼓風機。該空氣應當被加熱到與所述板和/或加熱的層壓製品接近的溫度，以降低不均勻冷卻的風險。而且，預期的更長的板壽命(再修整前更多的壓制循環)、可能的更少的板清洗和更快的壓制時間，均預期提供更低的產品成本和更好的設備利用。本發明的獨特優點在生產「純液體覆蓋」產品時實現，其中耐磨顆粒不用任何覆蓋紙直接施加在裝飾的頂部。如討論的，美國專利4，940，503和6，106，654在磨料顆粒和壓制表面上使用覆蓋紙層，但是如美國專利6，106，654中報導的，所述壓機板仍然會有劃痕。 本方法將不使用覆蓋板，卻由於降低了刻劃仍然可以期待延長壓機板的壽命。在本發明之前，不使用任何覆蓋生產產品的板壽命短地令人不能接受(板的壽命僅僅是使用覆蓋生產的傳統產品的約10%或更少)，導致板的成本和投資很高(備用板以確保生產能力和高的修整成本)。因此，本發明預期不僅避免使用傳統的α-纖維素「覆蓋」 層，從而減少了材料和成本，同時相對於不使用本發明的板明顯地增加了板的壽命。圖2類似於圖1的壓制循環，除了其中壓機板11 (可以是任何數量)位於各個層之間，形成層壓製品例如覆蓋板14、具有小的硬顆粒覆蓋物的裝飾板13、芯層12，使得多個獨立的層壓產品可以在一個壓制循環中生產。但是，在每種情況下，壓機板11 (類似於上下壓機板15)也可以在至少一面上具有金屬或金屬合金塗層10，例如根據本發明已經用氟聚合物浸漬的鎳或鉻塗層，以實現圖1中討論的單個產品生產循環實現的優點。實施例1一卷表面重量為40g/m2的α -纖維素覆蓋紙可以用蜜胺-甲醛樹脂溶液浸漬至以乾燥的浸漬紙計算樹脂含量為70重量％。所述浸漬紙可以連續餵料到加熱爐中，在那裡溶劑可以被蒸發。同時所述樹脂可以被部分固化至所謂的B-階。通常這樣可以得到的產品會被稱為預浸料。
一卷表面重量為80g/m2的裝飾紙，即可以具有印花以形成表面裝飾的紙，可以以所述覆蓋紙相同的方式處理。以乾燥的浸漬紙計算所述樹脂含量可以是40重量％。一卷表面重量為170g/m2的裝飾紙也可以用相同的方式處理，除了可以使用包含苯酚-甲醛樹脂的樹脂代替蜜胺-甲醛樹脂。以乾燥的浸漬紙計算所述樹脂含量可以是 30%。上述三種預浸料板可以用苯酚-甲醛樹脂浸漬(以形成芯紙)，裝飾紙和覆蓋紙可以被放置在兩塊可以根據本發明處理的壓機板之間。所述板可以在90kp/cm2的壓力和145°C 的溫度下被壓制以形成均勻的裝飾性層壓製品。所述壓機板在打開時預期不會有熱固性樹脂粘結在上面。所得層壓製品的分析預期表明已經浸漬到壓機板上的塗層中的氟聚合物會轉移到層壓製品中。實施例2可以進行與實施例1類似的方法，除了可以不使用α -纖維素覆蓋紙並且硬顆粒可以在壓制循環之前直接放置在溼樹脂裝飾紙上，使硬顆粒與可以根據本發明處理的壓機板接觸。層壓製品預期表明氟聚合物轉移到層壓產品中，可以根據本發明處理的壓機板的改善的潤滑性預期使所述壓機板在清洗和/或再修整之前延長使用。雖然已經結合了具體實施方案描述了本發明，但是應當理解這些實施方案僅僅是示例而不是限定，在不背離本發明精神和範圍的情況下可以對本發明進行各種修改。
權利要求
1.在生產包含許多小的硬顆粒的層壓製品過程中減少壓機板磨損的方法，包括(a)提供至少兩個層；其中所述層的至少一個是裝飾層；(b)在裝飾層上面或裝飾層上方提供許多小的硬顆粒以賦予裝飾層耐磨性；(c)將所述包括裝飾層的至少兩個層放在壓機的板之間；其中所述板中的至少一塊包含氟聚合物浸漬的金屬塗層，其中所述小的硬顆粒鄰近所述至少一塊具有塗層的板布置； 和(d)施加正壓力並加熱以壓實包括裝飾層的至少兩個層和所述硬顆粒形成層壓製品。
2.根據權利要求1的方法，進一步在所述硬顆粒上方提供α-纖維素覆蓋板使得所述塗層與覆蓋板在步驟(d)中接觸。
3.根據權利要求1的方法，進一步包括為每一塊板提供氟聚合物浸漬的金屬塗層。
4.根據權利要求1的方法，其中所述金屬選自由鎳、鉻、它們的組合以及它們的合金組成的組中的一種。
5.根據權利要求1的方法，其中所述氟聚合物為聚四氟乙烯。
6.根據權利要求1的方法，其中所述顆粒選自由矽石、碳化矽、氮化矽和金剛石組成的組中的至少一種。
7.根據權利要求1的方法，其中所述板的至少一塊具有凸起和凹陷的至少一種以向層壓製品的表面賦予表面結構，並且所述塗層覆蓋所述凸起和凹陷的至少一種。
8.根據權利要求1的方法，其中直接在芯上提供所述裝飾層。
9.根據權利要求1的方法，其中裝飾層包含熱固性樹脂浸漬的印刷或單色紙板。
10.根據權利要求9的方法，其中裝飾層包含小的硬顆粒。
11.根據權利要求8的方法，其中所述芯選自由多個紙板、纖維板、膠合板、碎料板、定向刨花板、亞麻、石膏、用粘結劑粘附在一起的熱固性顆粒和天然木材組成的組中的至少一種。
12.根據權利要求1的方法，其中將多個組分(a)、(b)和(c)在壓機中分層堆疊，在每個堆疊層之間提供壓機板，在所述壓機板至少一面上提供氟聚合物浸漬的金屬塗層以及施加升高的壓力和升高的溫度以將每個堆疊層壓實成單獨的層壓製品。
13.根據權利要求12的方法，其中為所述壓機板的兩面都提供氟聚合物浸漬的金屬塗層。
14.根據權利要求12的方法，進一步包括使所述塗層具有凸起和凹陷的至少一種以向所述層壓製品表面賦予表面結構。
15.一種層壓製品，包含至少一個裝飾表面；在裝飾表面上或內的許多小的硬顆粒；以及氟聚合物。
16.根據權利要求15的層壓製品，其中所述裝飾表面是層壓製品的單獨層的一部分。
17.根據權利要求15的層壓製品，其中所述裝飾表面選自由紙、熱固性層壓製品和木皮組成的組中的至少一種。
18.根據權利要求17的層壓製品，進一步包含裝飾表面粘附的芯。
19.根據權利要求17的層壓製品，進一步包含硬顆粒上方的α-纖維素覆蓋板。
20.根據權利要求18的層壓製品，其中所述芯包含選自由多個紙板、纖維板、膠合板、 碎料板、定向刨花板、亞麻、石膏、用粘結劑粘附的熱固性顆粒和天然木材組成的組中的至少一種材料。
全文摘要
一種生產層壓製品的方法，包含用氟聚合物浸漬的硬塗層塗布或電鍍壓制表面，無論是板還是交錯的壓機板。可以與氟聚合物一起使用的典型塗料包括鎳和鉻、它們的組合、以及它們的合金。本發明的優點預期包括板壽命更長、板清洗更少、壓制時間快，同時使得產品成本更低以及設備利用更好。另外，層壓產品包括氟聚合物作為層壓產品的一部分。所述方法可以不使用覆蓋層壓製品的上表面中硬顆粒使得壓制表面壽命增加的所謂的「覆蓋」層，該「覆蓋」層通常是α-纖維素層。
文檔編號B29C43/00GK102574315SQ201080038466
公開日2012年7月11日 申請日期2010年8月31日 優先權日2009年8月31日
發明者P·史密斯 申請人:柏麗(歐洲)股份公司