鑲板成型的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于形成建筑鑲板的方法，所述建筑鑲板具有包括熱固性樹脂的表面，該方法使得在表面的固化期間所產(chǎn)生的張力被減小或消除。
【專利說明】鑲板成型
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及鑲板成型領(lǐng)域，例如建筑鑲板。本發(fā)明更特別地涉及成型地板鑲板的方法和由此方法生產(chǎn)的地板鑲板。
【背景技術(shù)】
[0002]意在用于例如地板或家具部件的傳統(tǒng)的層壓鑲板由以下步驟生產(chǎn):
[0003].在木質(zhì)纖維基材料——例如HDF——制成的芯部的一側(cè)上施加三聚氰胺甲醛樹脂浸潰的牛皮紙作為平衡層；
[0004].在芯部的另一側(cè)上施加三聚氰胺甲醛樹脂浸潰的印刷裝飾紙；
[0005]?在裝飾紙上施加帶有耐磨顆粒(例如氧化鋁)的三聚氰胺甲醛樹脂浸潰的透明覆蓋紙；和
[0006]?通過在連續(xù)或非連續(xù)的壓機(jī)中施加熱和壓力來固化樹脂以獲得層壓產(chǎn)品。
[0007]通常壓制參數(shù)是:壓力為40bar并且溫度為160-200°C，壓制時間持續(xù)12_30秒。表面層的一般厚度為0.1-0.2mm, HDF芯部的厚度在6_12mm之間變化，并且平衡層約為
0.1-0.2mm 厚。
[0008]此生產(chǎn)方法和由此方法生產(chǎn)的產(chǎn)品通常被稱為DPL工藝和DPL產(chǎn)品(直接層壓，Direct Pressure Laminate)。
[0009]近來，已開發(fā)出具有木質(zhì)粉末基表面的新型鑲板。在HDF板上散布包括木質(zhì)纖維、粘結(jié)劑(優(yōu)選三聚氰胺顆粒)、氧化鋁顆粒和顏料的粉末，并且在連續(xù)的或非連續(xù)的壓機(jī)中在熱和壓力下壓制所述粉末，以獲得具有無紙的固體表面層的產(chǎn)品。壓制參數(shù)類似于DPL。當(dāng)表面形成為具有深壓花并且厚度例如為0.4-0.6mm時，可采用40_80bar的更高壓力和20-40秒的更長壓制時間。壓制溫度一般為160-200°C。此木質(zhì)纖維基地板通常被稱為WFF地板，由于能夠以成本高效的方式生產(chǎn)更厚、更耐沖擊和更耐磨的表面，所以這種地板具有比傳統(tǒng)層壓地板好得多的性能。
[0010]圖1a-1d示出了根據(jù)已知技術(shù)的層壓或WFF地板鑲板的生產(chǎn)。
[0011]在HDF芯部3的上部施加由浸潰覆蓋層和裝飾紙或粉末層構(gòu)成的表面層2。如圖1a中所示，在HDF芯部的背側(cè)施加平衡紙或粉末背層4。如圖1b中所示，將具有上層2和下層4的芯部3移入壓機(jī)中并且在熱和壓力下進(jìn)行壓制，以使得所述層固化并且附著于板上。
[0012]當(dāng)在壓制過程中上層和下層中的熱固性樹脂固化時，在正面和背面上的層會經(jīng)受第一收縮。在背面的背層平衡由正面的表面層產(chǎn)生的張力，并且當(dāng)鑲板離開壓機(jī)時所述鑲板大體上是平的，帶有向后彎曲的很小凸面。鑲板的這種第一收縮和平衡在下文被稱為“壓制平衡”。當(dāng)鑲板從大約160-200°C冷卻至室溫時，也是由背層平衡第二溫度收縮，并且鑲板I基本上是平的，如圖1b中所示。第二平衡在下文被稱為“冷卻平衡”。向后彎曲的很小凸面是優(yōu)選的，因為其抵消了在冬季期間當(dāng)相對濕度可能下降至20%或更低時的干燥條件下邊緣的向上彎曲。[0013]問題是，此基本為平的鑲板包括由表面層和平衡層的收縮所造成的張力。
[0014]如圖1c中所示，鑲板一般被切割成多個元件并且形成為在長邊和短邊上具有鎖定系統(tǒng)的地板鑲板。例如，鎖定系統(tǒng)一般可包括用于垂直鎖定的榫舌10和榫舌槽9，以及帶有鎖定元件8的板條6，該鎖定元件8與鎖定槽14配合以用于水平鎖定。
[0015]表面和芯部會在室內(nèi)濕度較高的夏季隆起，并且在室內(nèi)濕度較低的冬季收縮。鑲板將收縮和膨脹并且邊緣的翹彎(cupping)可能發(fā)生。平衡層用于抵消這種翹彎。這種平衡被稱為“氣候平衡”。
[0016]圖1d示出了當(dāng)形成有鎖定系統(tǒng)時，特別是當(dāng)鑲板安裝在導(dǎo)致層的收縮的干燥氣候中時，內(nèi)部張力可能造成問題。當(dāng)內(nèi)部張力使槽9張開并且使榫舌部件10向上彎曲時，會發(fā)生邊緣的所謂“翹起(topping)”，這是由于當(dāng)形成有鎖定系統(tǒng)時這些部件不再是平衡的。內(nèi)部張力還可造成板條6的向后彎曲，這降低了鎖定強(qiáng)度和鎖定系統(tǒng)的質(zhì)量。張力可能高于芯部的內(nèi)部粘結(jié)強(qiáng)度，這會導(dǎo)致裂縫C，其主要出現(xiàn)在水平延伸的槽例如榫舌槽9中。此內(nèi)部張力可能需要比正常情況更高的板材質(zhì)量，這會增加成本。
[0017]如果可以減小或完全消除由固化和溫度收縮導(dǎo)致的張力，則是非常有利的。這種張力減小在WFF地板或用于商業(yè)應(yīng)用的高質(zhì)量DPL地板中會是特別有利的，所述WFF地板一般包括具有大量的熱固性粘合劑的相當(dāng)厚的固體表面層，對于所述用于商業(yè)應(yīng)用的高質(zhì)量DPL地板，其表面層的厚度和樹脂含量均高于家用的DPL地板。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0018]本發(fā)明的實施例的一個總體目標(biāo)是提供一種減小或消除帶有包括熱固性樹脂的表面的鑲板中的張力的方法，所述表面在熱和壓力下被固化并且與芯部相連。本發(fā)明的實施例可結(jié)合如下所列的各種方法靈活性和產(chǎn)品特性。
[0019]本發(fā)明的第一方面是一種用于生產(chǎn)鑲板的方法，所述鑲板例如為建筑鑲板，優(yōu)選為地板鑲板，所述鑲板具有木基芯部和表面層，所述表面層包括熱固性樹脂，其中所述方法包括以下步驟:
[0020].在第一主壓制步驟中，在熱和壓力下將表面層固化并且連接至芯部；
[0021].在第一主壓制步驟后，在鑲板上施加彎曲力，以使得鑲板在熱條件下遠(yuǎn)離表面層向后彎曲；和
[0022].釋放彎曲力以使得所述鑲板回彈到基本平面的形狀。
[0023]在一個實施例中，表面層可直接地與芯部相連。在一個實施例中，表面層可與中間層相連，而中間層直接與芯部相連。
[0024]此方法可進(jìn)一步包括在彎曲過程中降低表面溫度的步驟。
[0025]溫度減小量可約為20°C。
[0026]溫度減小量可大于20°C。
[0027]樹脂可為三聚氰胺甲醛樹脂。
[0028]此方法可包括至少約為3cm/m的彎曲。
[0029]表面層可包括木質(zhì)纖維和耐磨顆粒。
[0030]表面層可包括木質(zhì)纖維、耐磨顆粒和顏料。
[0031 ] 本發(fā)明的第二方面是一種根據(jù)第一方面生產(chǎn)的、包括木基芯部和表面層的地板鑲板，所述表面層包括熱固性樹脂，并且所述鑲板不具有平衡層。
[0032]根據(jù)第二方面的地板鑲板可具有背面，所述背面是所述木基芯部。
[0033]所述地板鑲板可為包括與HDF芯部粘合的由浸潰紙構(gòu)成的表面層的DPL鑲板。
[0034]所述地板鑲板可為包括粉末基表面層的WFF鑲板。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]在下文中將結(jié)合示例性實施例和詳細(xì)參照示例性附圖描述本發(fā)明，其中:
[0036]圖1a-1d示出根據(jù)已知技術(shù)的地板鑲板的已知的生產(chǎn)。
[0037]圖2a_2d示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的鑲板的生產(chǎn)。
[0038]圖3a_3d示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的鑲板的生產(chǎn)
[0039]圖4a_4c示出一種測量鑲板中的內(nèi)張力的方法。
[0040]圖5a_5b示出在壓制和冷卻過程中的鑲板溫度。
[0041]圖6a_6d示出一種用于獲得鑲板中的塑性變形的方法。
【具體實施方式】
[0042]圖2a示出一僅將表面層2施加于芯部3上壓制成的鑲板I。該鑲板可為DPL鑲板或WFF鑲板。在壓制過程中當(dāng)熱固性樹脂固化后，表面層2的收縮造成鑲板邊緣I向上彎曲。當(dāng)鑲板I冷卻至室溫時，所述彎曲可進(jìn)一步增加。這種彎曲使得鑲板I不能夠用于地板生產(chǎn)。原因在于，沒有在壓制和冷卻期間平衡表面層2的收縮的背層。
[0043]當(dāng)鑲板離開壓機(jī)時，鑲板具有與壓制臺基本相同的表面溫度。常規(guī)的壓制溫度約為170°C。芯部普遍具有低得多的溫度，約為80-100°C。這意味著表面層在壓制后會冷卻得非?？?。在10秒后，表面溫度可為120°C，在15-20秒后僅大約80°C。表面和芯部的冷卻受壓制時間的影響。較長的壓制時間與較短的壓制時間相比會增加芯部的溫度。
[0044]圖2b示出在第一壓制步驟后當(dāng)表面層2仍然熱時，在第二壓制步驟中在彎曲的壓制臺5、7之間壓制鑲板I。如果在約70-90°C之間的溫度進(jìn)行這種后壓制，則這會使熱的HDF芯部變形并且產(chǎn)生反壓力，所述反壓力足以生成不具有背層的平的鑲板。將發(fā)生塑性不可逆變形。
[0045]在較高的表面溫度情況下的后壓制也會拉伸表面層2和使表面層2變形，并且消除由第一主壓制步驟中的收縮造成的張力。此表面拉伸優(yōu)選在約140-160°C的溫度下進(jìn)行。
[0046]所述第二壓制和表面拉伸步驟優(yōu)選為冷壓制，并且如果鑲板被盡可能快地移至第二壓制和彎曲工位從而在彎曲開始時保持高的初始表面溫度，則是有利的。例如，表面溫度峰值可在160-200°C范圍內(nèi)，例如在表面層連接至芯部的第一壓制期間約為170°C。當(dāng)彎曲步驟開始時，表面溫度可至少為140°C，或至少120°C。例如，當(dāng)彎曲步驟開始時，表面溫度可在表面層連接至芯部的第一壓制期間的表面溫度峰值的30°C以內(nèi)、或40°C以內(nèi)、或50°C以內(nèi)。在被彎曲和被拉伸位置處的溫度降低一般會在芯部冷卻表面時自動地獲得。這會使處于被拉伸位置的表面層穩(wěn)定，并且可以獲得永久變形?？纱蟠鬁p小或完全消除鑲板中的內(nèi)張力，并且當(dāng)鑲板冷卻至室溫時鑲板可以是完全平坦的，如圖2c中所示。
[0047]通過背層實現(xiàn)的生產(chǎn)平衡和冷卻平衡可以部分或完全由塑性變形代替。
[0048]所述彎曲可以使得當(dāng)鑲板離開第二壓制工位時鑲板是凸起的并且向下彎曲?？稍诘谌襟E中使鑲板朝著表面稍微向上彎曲，以獲得預(yù)定的形狀。此類型的過度拉伸和雙彎曲會完全地減少內(nèi)張力。溫度、彎曲時間和彎曲幅度應(yīng)當(dāng)適應(yīng)于表面和芯部的品質(zhì)和規(guī)格。
[0049]可在第二表面拉伸步驟中進(jìn)行加熱，以便改善和控制拉伸并且使生產(chǎn)方法適應(yīng)于各種表面厚度和樹脂。還可在預(yù)定的條件下冷卻表面以使鑲板穩(wěn)定。
[0050]鑲板的第二后壓制操作和彎曲能夠以多種方式進(jìn)行。優(yōu)選的是，彎曲和拉伸是三維的，以使得沿著鑲板和橫跨鑲板完成彎曲。壓制臺優(yōu)選地在兩個垂直的方向上是彎曲的，如同球的頂部。
[0051]還可通過相對橡膠或硅質(zhì)壓模(matrix)進(jìn)行壓制的壓缸、框架、通過滾筒以及許多其他方式實現(xiàn)向后彎曲，其中，在熱固性樹脂被固化的初始主壓制操作之后，鑲板在熱條件下被彎曲。
[0052]熱固性樹脂可適配為使得它易于拉伸。類似于在所謂的后成型層壓質(zhì)量中所使用的類型的樹脂可促進(jìn)由彎曲帶來的表面拉伸。
[0053]還可通過施加在鑲板邊緣處的側(cè)向拉力來拉伸表面層。
[0054]也可在鑲板冷卻后在一個單獨的生產(chǎn)步驟中用例如熱壓制臺、紅外燈和類似的裝置再次加熱鑲板，從而使表面層變?nèi)彳洸⑶依毂砻鎸?，以獲得平的鑲板。第一缸可沿著長度方向向后彎曲鑲板，并且第二缸在優(yōu)選地中間加熱之后可沿著寬度方向彎曲鑲板。還可在壓制之后在冷卻部件中將鍵板保持在彎曲位直。
[0055]圖2d示出了可將例如塑料薄膜、經(jīng)處理的紙、泡沫等用作防潮層4，以便防止水分從底層地板滲入鑲板?？刹捎眠@種背層以獲得氣候平衡。在一些應(yīng)用中，HDF芯部的彎曲即使對于氣候平衡也是足夠的。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的實施例的表面拉伸工藝(SSP, Surface Stretching Process)提供了以下優(yōu)點中的一個或多個或全部:
[0057].可采用具有較低的內(nèi)部粘合強(qiáng)度的更為成本高效的板。
[0058].可消除由內(nèi)張力造成的翹起，所述翹起導(dǎo)致邊緣處的嚴(yán)重磨損并且降低了鎖定強(qiáng)度。
[0059].可避免鎖定系統(tǒng)中板材的開裂。
[0060].可通過消除背層或者用更薄的或更成本高效的材料代替紙/三聚氰胺背層實現(xiàn)成本的節(jié)約。
[0061]圖3a示出具有薄的背層4的實施例，該背層不能在初始壓制后平衡鑲板I。圖3b示出彎曲以及優(yōu)選還拉伸表面層2。結(jié)果如圖3c中所示，為具有背層4和減小的內(nèi)張力的平的鑲板。背層防止了水分滲入鑲板I的后部，并且當(dāng)濕度改變時會使鑲板穩(wěn)定。圖3d示出鑲板I的三維彎曲。彎曲的幅度B優(yōu)選約為3-6cm/m或者更多。
[0062]圖4a_4c示出了一種測量鑲板中內(nèi)張力的方法。槽11形成在鑲板邊緣中。如圖4b中所示出的，較高的內(nèi)張力會使邊緣分開。在內(nèi)鑲板厚度Tl和外鑲板厚度T2之間較大的差別意味著鑲板I具有較大的內(nèi)張力，所述內(nèi)張力可造成鎖定系統(tǒng)中的翹起和裂縫，尤其是在干燥條件下。圖4c示出了具有較小的內(nèi)張力的鑲板I。例如，具有已減小的內(nèi)張力的鑲板所具有的T2小于沒有在其上執(zhí)行所述方法(例如彎曲步驟)的同一鑲板的T2。
[0063]可采用此測量方法來調(diào)節(jié)在第二壓制步驟中的向下彎曲的參數(shù)，這種調(diào)節(jié)通過修改初始壓制溫度、最終壓制溫度、壓制時間和彎曲幅度實現(xiàn)。[0064]圖5a示出了具有0.5mm表面層的WFF地板鑲板的壓制期間的溫度曲線。以。C為單位測量溫度A并且以分鐘為單位測量時間B。上曲線C是表面層的溫度，并且下曲線D是在表面以下3mm處測量的芯部的溫度。在壓制期間，表面溫度上升至170°C并且芯部溫度上升至大約110°C。表面層的冷卻發(fā)生得非?？欤缈梢詮膱D5b中看到的:圖5b示出在起初的60秒期間同一溫度曲線C和D。例如，彎曲步驟可在從第一壓制起始時間的60秒或更短的時間內(nèi)開始，或者90秒或更短的時間內(nèi)開始。例如，彎曲步驟可在從第一壓制步驟結(jié)束時間的30秒或更短的時間內(nèi)開始。優(yōu)選地，當(dāng)表面溫度至少為大約140°C時以及當(dāng)芯部溫度(在表面以下幾毫米處測量)至少為大約100°C時，進(jìn)行塑性變形?？梢愿淖冊谛静恐械暮驮诒砻鎸又械臉渲?，以使得塑性變形可在較低溫度下進(jìn)行，例如對于表面層為120-140°C以及對于芯部為80-100°C。
[0065]圖6a_6d示出可以在壓制之后采用帶有可調(diào)節(jié)缸16的真空吸盤15來彎曲經(jīng)壓制的鑲板I。真空吸盤可以在壓制后立即提升鑲板并且將其成型為預(yù)定的形狀，如圖6b和6c中所示。可以在壓制之后當(dāng)鑲板表面仍然具有大約和高于140°C的溫度時，在例如10-20秒內(nèi)完成這種成型。鑲板被保持處于彎曲的位置直至其冷卻到合適的溫度，優(yōu)選低于100°C，并且獲得永久的不可逆的塑性變形，以使得鑲板在室溫下基本上是平的，如圖6d所示。
[0066]示例:第二壓制和柃伸步驟
[0067]鑲板尺寸1.200*2.400*9mm
[0068]表面500gr.粉末混合物/m2
[0069]初始壓制溫度140-160 °C [0070]最終壓制溫度80-140 °C
[0071]壓制時間5_15sec
[0072]彎曲-寬度 5cm
[0073]彎曲-長度 14cm
【權(quán)利要求】
1.一種用于生產(chǎn)鑲板(I)的方法，所述鑲板具有木基芯部(3)和表面層(2)，所述表面層包括熱固性樹脂，其中，所述方法包括以下步驟: ?在第一主壓制步驟中，在施加熱和壓力的同時將所述表面層(2)固化和連接至芯部(3)； ?在第一主壓制步驟后，在所述鑲板仍然高于初始溫度時，在所述鑲板(I)上施加彎曲力(F)來彎曲所述鑲板，以使得所述鑲板的最上部表面是凸起的并且所述鑲板的最下部表面是凹入的；和 ?釋放所述彎曲力以使得所述鑲板回彈到基本平坦的形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述方法進(jìn)一步包括在彎曲期間降低表面溫度的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，表面溫度降低大約20°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，表面溫度降低20°C以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的方法，其中，所述熱固性樹脂是三聚氰胺甲醛樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的方法，其中，彎曲度(B)至少約為3cm/m。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述表面層包括木質(zhì)纖維和耐磨顆粒。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述表面層包括粘合到HDF芯部的浸潰紙。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述表面層包括木質(zhì)纖維、耐磨顆粒和顏料。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述表面層包括基于粉末的層，所述粉末包括木質(zhì)纖維、耐磨顆粒和顏料。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述彎曲力被施加在所述鑲板的至少兩個相對的邊緣部分上。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述鑲板是長方形的，并且所述彎曲力被施加到所述鑲板的兩組相對的邊緣部分上。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，用第一壓制臺在所述鑲板的最上部表面上和用第二壓制臺在所述鑲板的最下部表面上施加所述彎曲力。
14.根據(jù)壓制臺所述的方法，其中，所述第一壓制臺和第二壓制臺在兩個垂直的方向上是彎曲的，以便沿著和跨越所述鑲板實現(xiàn)彎曲。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述鑲板是建筑鑲板。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述鑲板是地板鑲板。
17.—種地板鑲板，所述地板鑲板包括在正面上設(shè)有表面層(2)的木基芯部(3)，所述表面層包括熱固性樹脂，其特征在于，所述鑲板是根據(jù)前述權(quán)利要求1至10中的任一項所述的方法生產(chǎn)的，并且背面不具有平衡層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的地板鑲板，其中，所述背面是所述木基芯部(3)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的地板鑲板，其中，所述鑲板是包括與HDF芯部粘合的、由浸潰紙構(gòu)成的表面層(2)的DPL鑲板。
20.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的地 板鑲板，其中，所述鑲板是包括基于粉末的表面層 (2)的WFF鑲板。
【文檔編號】B32B37/10GK103764405SQ201280042453
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月9日
【發(fā)明者】T·佩爾萬, D·佩爾萬 申請人:瓦林格地板技術(shù)股份有限公司