CN101171111A - 镶板加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种镶板(2)加工方法，该镶板(2)包括由一个由纤维材料组成的芯板，该芯板优选地由MDF板或HDF板构成。为了改进由所述镶板制得的铺板的质量、精确性和防水性，该镶板(1)上的至少一个切口(6，6a，9)是用激光器切割的。

Description

镶板加工方法

本发明涉及权利要求1特征部分之前所描述的那类镶板的加工方法。

镶板是板形或条形的建筑组件，这些镶板可以组合起来形成更为闭合或较不闭合的表面，例如，用于地面铺板、墙面或其他铺板以及用于家具等。镶板可以以所谓的层压板的形式出现，于是它们可以包含多个由不同材料构成的层。例如，对于地板镶板，完工的地面铺板中的最顶层形成一个踏层(tread layer)，该踏层必须既硬又耐磨，而且还要满足装饰目的。设置一个所谓的芯板(core)作为另一层，该芯板优选地由木质纤维材料制成，诸如MDF板或HDF板。

为了将完工的铺板表面中两个相邻的镶板固定在一起，经常在镶板的至少两个对置的侧面上设置有连接型面(joining profile)，该连接型面包括相应的型面元件，通过弯曲这些元件和/或将这些元件扣紧可以使这些元件结合在一起，如WO94/26999或WO97/47834中所描述的。直到现在，一直都是利用诸如锯子或铣刀之类的机械切削工具来加工镶板。关于这一点，先根据镶板的尺寸的倍数来提供板，该板含有芯板以及另一个布置在该芯板顶上的层。然后将该板分割成独立的镶板坯。利用类似于具有钢制本体的圆锯和装有金刚石的刀具的工具，进行这种分割。接着形成连接型面，这同样也通过各种锯削和铣削工具的结合来实现。使用机械工具除了有不可避免的灰尘负担以及由锯子厚度造成的相对大的锯缝宽度外，还有其他缺点。将基于图6至图12，以地板镶板为例对这些缺点作简要说明。诸如锯条或铣刀之类的机械工具总是对向前的工件施加一定的阻力，而该阻力总是与增加的进给速度相关。目前，所用的进给速度是200m/min或更大。旋转式工具的缺点是，在该工具和驱动电机方面都存在高的加工公差。结果是相邻镶板之间的切割线可能会呈波状，如图6中心所示的连接线a。如果一个镶板包括了一个坚硬的表面层，并且该镶板是用旋转式圆锯切割的，那么存在表面层的边缘被磨损的趋势，导致在连接线处有一细白线。该白线是由工具和表面层之间的摩擦造成的，可能归因于例如表面层中的耐磨涂层材料。该细白线示于图7b中。镶板经过机器的速度非常快。旋转式工具的缺点是，随着速度的增大，摩擦也增大。其结果是，不只是保护层被磨损，位于其下的第二层(装饰层)也被磨损，例如图8b所示出的。然而，如果两个镶板的连接边缘不是紧靠在一起，而是在它们之间形成有空腔和间隔，则水就可渗进去，例如图9所示出的。由于该芯板通常具有吸收性，水被吸到该芯板内，从而使该芯板膨胀，以致于表面层或其他层中的一层可能翘起。此外，还得将机械工具重新磨快，为此必须关闭生产设备。

机械工具，特别是锯子，具有一定的厚度(约2.5mm)，该厚度会导致材料相当显著的损耗。而且，机械工具产生大量灰尘，而这些灰尘必须被提取出来，因此需要更多的投资成本。

当从板上锯镶板坯时，整张板都通过旋转辊子(roller)。然后锯出镶板坯，并且该镶板坯依次通过导辊穿出锯床。这实际上不可能在镶板和板没有水平偏移的情况下实现。这源于多个原因，不过主要是由于锯条、导辊、压力辊的摩擦和这些组件的机械定位的综合导致了轻微的水平移动。如果板或镶板上配有几何装饰，那么上面所述的这点是一定要加以避免的。图10至12示出了这种装饰，其中图10示出了这种装饰是如何完美地产生的，而图11和12示出了之前通过利用旋转机械工具加工时存在的问题。图10中，位于连接线两边的距离x和x’是相等的(x+x’＝y’)。图11示出了在锯的过程中镶板不被正确定位可能出现的结果，这是现有技术中可能发生的。此时，x+x’不相等，而y和y’依然相等，但连接线肯定不和边缘平行。当铺设这种地板镶板时，连接边缘不完美且装饰图案定位错误。

此外，对于直接连接的镶板，在连接边缘上的最小裂开和断开点是明显的，而这些是使用机械的、旋转式工具所绝对不能完全避免的。而且，工具在切割边缘上的，特别是在踏层上的摩擦导致发热，其中通常由塑料组成的踏层可能改变其颜色或结构。这同样导致完工的铺板给人不好的印象。当出于经济加工而增加机器速度时，这些不规则(irregularity)进一步加剧。

本发明的目标在于提供一种不存在上述缺点的镶板加工方法。

该目标通过根据权利要求1的方法和根据权利要求12的镶板实现。

已经确定的是，至少对于特别加压的切割或暴露的切割，利用激光器可以完全消除上述缺点。激光切割既不产生灰尘，也不产生任何显著的可能会使快速进给的加工件偏离准线的机械阻力。边缘不破裂，并且也不产生摩擦。即便是直到现在还阻碍激光器应用于纤维材料处理的最严重的缺点，即热的产生以及随之产生的对切割表面的改变或燃烧，在生产镶板的应用中被证明是一决定性的优点，这是由于切割表面好像被密封。这一方面是由木质纤维材料中粘结料(binder)的熔化引起的，例如HDF板或MDF板中三聚氰胺树脂的熔化，另一方面，是由切割表面的压紧其结构的某一类型的燃烧或焦化引起的。但是尽管如此，连接状态下边缘或切割轨迹还是可见的。图6c、7c、8c以及10示出了每个情况下利用使用激光器的当前发明可获取的完美的、几乎不可见的连接线。

从从属权利要求可以获取本发明的进一步有利改进。

优选地，特别是在完工的铺板上直接可见并显出任何不规则的暴露的边缘，诸如表面区域中的连接边缘，可以使用根据本发明的方法通过激光器进行切割。

然而，附加地或替代地，还可以利用激光器来切割芯板的区域，以使它们不太吸收水，特别是在暴露的地方。如果采用激光技术将一个板切割成大量的镶板坯，那么这时由于宽的切口宽度而引起的损失以及所产生的灰尘会决定性地减少，并且会提高效率。

如果切割所用的激光器引起的自然密封不充分，那么可以针对该任务，对激光器进行特别的调整或选取。

以下基于附图对本发明的实施方案作更详细的解释。下述图被示出：

图1是一个由镶板组成的铺板的一部分的立体示意图；

图2是一个连接型面的第一连接元件的局部放大示图；

图3是该连接型面的相应连接元件的局部放大示图；

图4是执行根据本发明的方法的示意图；

图5是在执行根据本发明的方法中所用的各步骤的示意图；以及

图6-12是现有技术的缺点和本发明的优点的示意图。

图1示出了铺板1的一部分的立体示意图，该铺板由大量独立的、优选地相同的、板或条形的镶板2组成，其中只示出了两块镶板2a和2b。在图示的实施方案中，镶板2a和2b是相同的，因此对这两个镶板只取其中一个进行描述。

在图示的实施方案中，每块镶板2由所谓的层压板组成，该层压板即为包含了多个层的板。在图示的实施方案中，该镶板包含表面层3和芯板4。表面层3形成该镶板的上面3a，即所使用的并可见的表面。对于地板镶板，该表面层3被形成为踏层并且通常包括一个例如三聚氰胺树脂构成的坚硬的耐磨层以及一个装饰层，该装饰层通常为木装饰。然而，该踏层也可以仅由同时具有这两个功能的一个层组成。

芯板4由诸如矿物、玻璃或优选地是木质纤维材料的纤维材料板组成，特别是由碎纸胶合板(chipboard)或优选地由MDF板(中密度板)或HDF板(高密度板)组成。后两种板是木质纤维板，并且包括压制的锯屑，该锯屑经通常是三聚氰胺树脂或其他粘合剂的粘结料粘合在一起。与由碎的、压制的木屑经粘结料粘合而成的纯粹的碎纸胶合板相比，木质纤维板的优点是，它们具有精细的、几乎均匀的结构并且可以毫无问题地在其边缘处被加工出轮廓，而不裂开。

在图示的实施方案中，表面层3直接附在芯板4上，没有其他层。然而，对于地板镶板2，可以设置通常的附加层，例如撞击声隔离层、热层(heating layer)、平衡地板层或类似的层。

对于镶板2的优选的免粘合剂铺设，每个镶板2在至少两个相对的、横向于表面3a延伸的侧区域内，在图示的实施方案中为镶板2的长侧区域内，设有连接型面5，所述的型面包括两个相应且互相啮合的连接元件5a和5b。然而，每个镶板2还可以在对置的短侧上设有具有相应连接元件的连接型面。本发明还可以用在没有连接型面的镶板上。

图2和3图示了具有两个相应连接元件5a和5b的连接型面5的优选形状，其中在每一情况下，连接元件5a设置在镶板2的长侧上，而连接元件5b设置在镶板2相对的长侧上。连接元件5a、5b包括通常的互相啮合的凸出和凹入，这些凸出和凹入以已知的方式被相互推入和/或旋进和/或卡合到对方中，确保完工的铺板1中镶板2在所有方向上都相互锁定，而无需使用粘合剂。已知大量的这种类型的连接型面，因此以下无需对其作详细解释。

每个镶板2上，优选地沿周边形成连接边缘6，相邻的镶板2a、2b通过该连接边缘接合在一起以形成表面3a上出现的连接线7(图1)。

在图示的实施方案中，连接边缘6被设置在侧凸出8上，该侧凸出延伸过表面层3以及镶板厚度的一部分进入芯板4，一直延伸到上面3a。该侧凸出8由限制表面6a来限制其向外伸展，连接边缘6位于限制表面6a内，限制表面6a和上面3a形成直角。

当铺设用于地面铺板1的镶板2a，2b时，相邻镶板的限制表面6a互相紧靠。为了产生一个尽可能均匀以及尽可能不可见的连接线7，必须很精确地处理连接边缘6以及，在必要时，精确地处理限制表面6a。

这通过根据本发明的方法来实现。

当加工镶板2时，首先，如图4所示，由层压材料制成常用板10。特别地，板10包括表面层3以及芯板4。如图4所示，由一些辊子对11以惯用方式传送该板10，该辊子对施加一定的压力到板10上，辊子对旋转从而逐渐、连续、高速地传送该板10。然而也可以使用其他合适的传送设备。

在传送过程中，通过分割线9将板10分割成单个的镶板坯10a。与现有技术不同的是，这是借助于激光设备12来进行的，该激光设备仅被示意性示出，具有大量常规类型的相邻放置的激光器，这些激光器以镶板坯10a的宽度间隔开。优选地，使用总功率为5kW的激光器，并且该激光器以200mW的切割功率运行。然而，如下面将要解释的，激光器的切割功率可根据所需结果进行适当修改，或者可以是可调的。激光器产生的切割线9的宽度只有十分之几毫米，优选地，处于0.2和0.3mm之间(和传统锯子的约2.5mm相比)。

板10通过辊子11并在成一直线的激光器12的下面通过，其中表面层3朝上放置，即转向激光器12。

在板10一次通过辊子11的过程中，激光器将该板完全切割成单个的镶板坯10a，坯之间的切割材料为最少量，因此，很好地利用了材料。而且不会产生灰尘，因此也免去了对灰尘提取的预防，而对灰尘提取的预防在使用机械工具时是必要的。该切割速度高。尽管如此，既不会出现摩擦，也不会出现破裂以及不稳定的机械约束，其中摩擦可能会改变表面层3，而不稳定的机械约束可能会引起振动，而振动是现有技术中导致倾斜或波状切口的缘由。因此，得以加工出具有最佳质量的坯10a。

另外，在于连接型面5这个区域中制作连接边缘6时，使用激光器是特别可行的，如基于图5进一步解释的。图5的左边显示了连接型面5的连接元件5b的加工，其右边显示了连接型面5的连接元件5a的加工。所画的环状箭头表示此加工步骤在每个情况下都使用机械旋转式工具。例如，在步骤A，每个情况下均使用机械铣刀或锯子13，而在接下来的步骤B中使用铣刀，如平面或成形铣刀15。

根据本发明，在进行处理步骤A和B的过程中于包括后来的连接边缘6的位置处，在两个连接元件5a、5b上留有残留材料片16。该残留材料片16可具有由该方法产生的任何合适的形状。

在处理步骤C借助激光器12将该残留片16切割掉，其中用于形成连接边缘6的激光束贯穿表面层3。优选地，激光束还延伸进相邻的芯板4的区域中以形成限制表面6a。在适用的情况下，可以采用反射板或其他合适的手段，以确保已完工的连接元件5a、5b的区域不被损伤或破坏。

接着，切割掉残留片16，从而留下图2和3中所示的凸出8。

此处通过使用激光器12，可以产生准确的、精确延伸的、直的连接边缘6，该连接边缘在完工的铺板1中给出一个几乎不可见的分割线7。此外，和表面层3相邻的芯板的区域受到激光器的影响，结果其吸水性能显著下降。特别地，这样实现上述下降：通过熔化纤维材料中的粘结料，尤其是HDF板或MDF板中的三聚氰胺，以及在可行的情况下，通过由激光器的热引起的轻微焦化。因此，以两种方式阻止了水的进入。一方面，分割线7很细，以致水因其表面张力而几乎不能渗入，但是如果水渗入了，那么由于激光器切割的区域不能吸收它，因此不会发生芯板4膨胀以及表面层3翘起的问题。

然后，在步骤D，通过旋转机械工具17以惯用方式完成连接元件。

激光器在镶板加工中的另一个可能应用是表面处理。因此，表面3a可设有，例如，图1所示的用于装饰或技术功能目的的凹痕切口(indentation cut)18。凹痕切口18可以做得非常宽，以致其易于被看见。这时，也防止了边缘的破裂或相对于理想位置的偏离，并且获得了改进的防水性能。

在一与所描述和图示的实施方案有区别的方案中，还可以利用激光器产生与分割线、连接边缘、凹痕切口以及限制表面不同的切口，取决于要在何处以及用何种切割操作可以实现上述优点。本发明还可以用于具有不同连接型面的镶板。其他木质纤维材料可用作芯板材料。尽管本发明特别适合于加工具有木质纤维材料构成的芯板以及被形成为踏层的表面层的地板镶板，但根据本发明，也可以加工其他镶板，例如，用于覆墙或类似外观部分的镶板，或用于家具的镶板。除了包括所描述的层之外，这些镶板可以包括更多层，或者这些镶板可以仅由一种材料组成，例如由有或没有进行表面处理的木材料组成。

Claims (12)

1.一种镶板(2)加工方法，其中该镶板(2)包括纤维材料构成的一个芯板(4)，该芯板优选地由MDF板或HDF板构成，其特征在于，该镶板(2)上的至少一个切口(6，6a，9)用激光器切割。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，该激光器切口(6a，9)至少部分地穿过纤维材料构成的该芯板(4)。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，对于包括一个表面层(3)的镶板(2)，用于形成一个连接边缘(6)的激光器切口穿过该表面层(3)。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于，该激光器切口(6a)穿过该表面层(3)并且至少部分地延伸进该芯板(4)中。

5.根据权利要求1至4中任一项的方法，其特征在于，在该镶板(2)的一侧形成一个凸出(8)，该凸出包括一个由激光器切割产生的连接边缘(6)。

6.根据权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于，在对该镶板(2)的一侧的一个连接型面进行加工的过程中，来自芯板材料(4)的一个残留片(16)保留在该芯板(4)上，并随后用激光器切割掉。

7.根据权利要求6的方法，其特征在于，该残留片(16)保留在一个表面层(3)至该芯板(4)的过渡段中。

8.根据权利要求1至7中任一项的方法，其特征在于，从该芯板(4)和连接至该芯板(4)的一个表面层(3)加工板(10)，以及利用激光器(12)从该板(10)切割镶板坯(10a)。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于，设置大量彼此并排放置并以该镶板坯(10a)的宽度间隔开的激光器(12)用于将该板(10)切割成大量镶板坯(10a)。

10.根据权利要求1至9中任一项的方法，其特征在于，该激光器的功率和该芯板材料(4)相适应，使得该激光器切口为该芯板材料提供改进的防水进入的性能。

11.根据权利要求1至10中任一项的方法，其特征在于，利用激光器处理该镶板(2)的一个表面(3a)。

12.一种地板镶板(2)，具有一个踏层(3)和一个木质纤维材料构成的芯板(4)，该芯板优选地由MDF或HDF板构成，其特征在于，一个连接边缘(6)由激光器切口产生。

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