CN102138049A - 用于干燥和预凝结由用合成树脂浸透的膜状的幅材形成的浸渍物的方法和装置及无三聚氰胺树脂的浸渍物 - Google Patents

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Abstract

在一种用于干燥和预凝结浸渍物(14)的方法和装置(10)中，该浸渍物由用合成树脂浸透的、膜状的幅材形成，用微波辐射浸渍物(14)。以这种方式可以获得这样的浸渍物(14)，尽管浸渍树脂没有三聚氰胺树脂、但该浸渍物适于与由木质材料形成的基体压紧。

Description

用于干燥和预凝结由用合成树脂浸透的膜状的幅材形成的浸渍物的方法和装置及无三聚氰胺树脂的浸渍物
技术领域
本发明涉及一种用于干燥和预凝结浸渍物的方法和装置，该浸渍物由用合成树脂浸透的、膜状的幅材形成。这种浸渍物被单独地或者以由这种浸渍物形成的层压体的形式例如用于给由木质材料形成的基体装覆层，例如在制造用于装饰表面、例如地面的嵌板时。
背景技术
不仅在现有技术中、而且在本发明的上下文中尤其是考虑由天然纤维或/和合成纤维形成的复合物例如铺放物、垫子、织物或类似物作为幅材。在此，通过概念“膜状的”表达这样的意思，即，幅材即便在干燥和预凝结之后也还是柔性的，尤其是由于其小的厚度，该厚度例如可以在0.1mm的数量级。幅材优选是纸，该纸的单位面积重量在未浸渍的状态下可以在约25g/m2至约300g/m2之间。众所周知，用于形成最终产品可见表面的浸渍物的纸层可以用希望的装饰物压制。通常使用氨基塑料树脂和酚醛树脂作为浸渍树脂。
在此处已要指出，尽管在本发明的上下文中总是以单数述及“合成树脂”或“浸渍树脂”，但该树脂也可以是不同合成树脂的混合物。
为了能使合成树脂能够进入幅材中，合成树脂掺有溶剂、例如水，该溶剂的功能是降低合成树脂的粘度。如果幅材用合成树脂浸透或浸渍，则必须在继续处理之前将溶剂重新从如此形成的浸渍物去除，也就是说，必须干燥浸渍物。因为用于浸渍幅材的合成树脂通常是热硬化的，所以在该干燥浸渍物的同时伴随发生合成树脂的凝结、亦即提高树脂的分子量。该预硬化是希望的，因为其减小了在继续处理时用于连续硬化树脂的能量需求和时间需求，尤其是在用这种浸渍物给由木质材料构成的基体装覆层时。
在现有技术中，例如参考EP 0264637A1，这种浸渍物通常用被加热的空气干燥。在此，空气将其能量排放到浸渍物的两个表面上，该能量从这两个表面移动到浸渍物的内部。由于浸渍物的受热，为实现浸渍而混入树脂中的溶剂例如水也受热，并且向浸渍物的表面移动，该溶剂在那里蒸发。因为到浸渍物内部的热传导和溶剂向浸渍物表面的材料传输以扩散受控制的方式进行，所以在浸渍物中形成从表面朝向内部减小的温度梯度和从内部朝向表面减小的溶剂梯度。因为鉴于尽可能高的生产率干燥必须在工业应用中尽可能快地进行，所以干燥空气必须具有非常高的温度。由此导致的、在浸渍物的表面和内部之间的高的温差带来了多方面的缺点。
如果人们将浸渍物干燥到预定的“剩余湿度”，那么与在浸渍物的整个横截面上平均的参数“剩余湿度”的值所说明的情况相比，浸渍物实际上在表面上更干燥而在其内部更潮湿。如果浸渍物在其表面上具有的干燥度原则上允许堆叠这种浸渍物直至其在给基体装覆层时的继续处理，则因此在储存过程中还会出现浸渍物的粘结，因为多余的湿气从浸渍物的内部向表面扩散并且在那里使树脂重新变粘。这种效应限制了浸渍物的最大储存时间。
提高干燥度、亦即降低剩余湿度会阻止这种效应，但由于合成树脂的同时凝结不是毫无问题地可能的。尤其是在通过在浸渍物表面上大的加热作用进行强烈干燥时凝结度以不希望的方式明显提高。因为该高凝结的层由于摩尔质量的提高而在干燥过程中增加地固化，所以在表面上形成紧凑的层，尽管湿气还从浸渍物内部进入到表面上。因此在材料内部的蒸汽压力也不断升高并且最终冲破在表面已变硬的树脂层。形成了蒸汽泡或凹口。凹口的爆裂导致形成灰尘。由过度硬化的树脂形成的该灰尘失去与幅材的结合，分布在干燥空气中。这导致污染设备和降低树脂产率。在极端情况下，由于表面上的加热作用使树脂层这样地预硬化，使得树脂的粘度在继续处理时如此高，以致于装饰性表面的形成被破坏并且例如由于过小的树脂流在继续处理中形成开孔的表面。此外，树脂的透明度会被不利地影响，因为形成了凝胶微粒，这些凝胶微粒不再与其余的树脂基连接并因此作为视觉缺陷部位保留在树脂化合物中。
WO 2007/065222A1尝试通过借助近红外辐射(NIR-辐射)的辐射干燥避免所述的缺点。然而在实践中已表明，这种方法相对于传统的热空气干燥具有显著的缺点。
NIR-干燥方法的一个大的缺点是干燥度与浸渍物颜色强烈的相关性。这尤其是在干燥多种颜色的装饰纸时导致不可接受的结果。缺点还在于，必须为干燥通道配备多个反射器，这些反射器应当通过多重利用改善NIR-辐射的能量产率。这些反射器由于凝结沉积和形成覆层总是被污染，因此不能持久地保持有效的过程。由于这两个缺点，NIR-干燥特别地在工业持久运行中已经不能经济地运行。
发明内容
与此相应地，本发明的目的在于，提供一种所述类型的方法，通过该方法能更均匀地干燥浸渍物并且能更均匀地预凝结合成树脂。
该目的按照本发明通过一种开头所述类型的方法解决，在该方法中，在处理装置中利用微波辐射用合成树脂浸透的、膜状的幅材。业已表明，与NIR-辐射不同，微波辐射被用合成树脂浸透的幅材与表面的相应染色无关地吸收，并且更确切地说在幅材的整个厚度上以基本上相同的吸收率吸收。因此，为了加热浸渍物的内部不需要从幅材表面出发的能量传输，而是形成在材料的整个厚度上基本上恒定的温度分布。必要时在浸渍物的表面上可以通过在那里进行的溶剂蒸发实现局部冷却。然而该冷却通过从浸渍物内部补充的受热的溶剂连续地补偿。因此，在浸渍物的整个厚度上基本上均匀地干燥浸渍物，使得当在表面上实现适于储存的干燥度时便确保了至少该干燥度也存在于浸渍物的内部，并且防止了树脂由于从内部补充扩散的溶剂而重新变粘。同时确保了预凝结在浸渍物的整个厚度上也基本上均匀地进行。在此通过在表面上明显较低的温度还确保了树脂的在继续处理时对于表面质量至关重要的那一部分还具有足够低的粘度，以便在不形成孔隙、不夹杂凝胶颗粒或没有类似的不利地影响表面质量的效应情况下被完全硬化成封闭的表面。
在此处要指出的是，使用微波辐射由WO 2006/056175A1为了干燥纤维板的目的原理上是已知的。然而这种纤维板具有比按本发明使用的膜状的幅材明显更大的厚度。此外，该纤维板仅需被干燥，而按照本发明也要考虑同时进行的合成树脂的预凝结。
如上所述，按本发明使用的浸渍物具有粘性的特性，并且当已浸透幅材所用的合成树脂还潮湿时尤其如此。但粘附在引导元件上的残余物、尤其是合成树脂以及可能时与该合成树脂连接的纤维材料可能长久地导致在产品表面上的缺陷或者甚至导致幅材的撕裂。因此为了能够预防处理装置的这种污染而建议，无接触地引导幅材通过处理装置，优选借助至少一个气垫，该气垫例如可以借助喷嘴箱产生。
从这些喷嘴箱喷出的空气还能够用于将从幅材出来的湿气排出。因此，为了该目的不需要设置附加的鼓风机，而是可以仅仅通过由喷嘴箱喷出的空气排出。这简化了处理装置的整个结构并使其变得廉价。
如果从喷嘴箱喷出的空气被加热，则每单位体积的空气可以吸收并排走更多的湿气。但在前述实施形式的背景下易于理解的是，气垫的温度不应如此之高，以致发生幅材表面的过干燥和过凝结。
因为由喷嘴箱喷出的空气根据本发明仅仅用于排走从幅材排出的湿气并且不用于加热浸渍物，所以在按本发明的方法中可以以明显较小的空气量工作。这导致在幅材表面上的相应较低的流动速度。因此在按本发明的方法中不存在这样的危险，即，在幅材表面上形成气溶胶(Aerosole)并且气溶胶被从表面去除。这也有助于减少对处理装置的污染。
此外，由于排出的空气被以湿气高度饱和以及同时由于不存在形成覆层的气溶胶，在按本发明的方法中还可以在一接下来的步骤中凝结并因此重新获得从幅材表面排出的湿气。冷凝液包括浸渍树脂的挥发的低分子成分，这些成分可以被重新渗入生产过程中。由此进一步提高按本发明的方法的材料和能量方面的效率。此外，降低了带有有机物质的废气的负荷，由此废气净化装置被减轻了负荷或者说可以被确定成尺寸较小的。
在本发明的改进方案中建议，处理装置包括多个微波辐射单元。从这些辐射单元辐射出的微波辐射的频率例如在900MHz至18GHz之间、优选为2.45GHz。所述多个辐射单元可以用于实现不同的有利的效应。当这些微波辐射单元设置在幅材两侧时，例如可以实现浸渍物的进一步更均匀的干燥和预凝结。附加地或替代地，可以这样地考虑浸渍物的沿浸渍物通过处理装置的输送方向增大的干燥度和预凝结度，即，由微波辐射单元辐射出的微波辐射的强度沿幅材通过处理装置的输送方向减小或以其它适当的方式和方法改变。
出人意料地已表明，通过按本发明的方法干燥不仅更均匀地、而且更快速地进行。这导致，合成树脂在干燥结束之后的预凝结度低于在传统干燥方法中的预凝结度。
但均匀的干燥能实现制造凝结度特别低的浸渍物，而该浸渍物不具有粘结倾向。因此合成树脂在幅材浸透之前需要掺加较少的溶剂，以便在干燥结束时能够确保足够高的凝结度。因此，按照本发明可以用比按现有技术可能的树脂更粘的树脂工作。这尤其是鉴于节省传统上必须用于将附加供应的湿气从浸渍物重新去除的那部分能量是有利的。树脂的粘度例如可以在约20mPas至约700mPas之间、优选在约50mPas至约300mPas之间(总是在25℃的测量温度时用Brookfield粘度计测量)。
但该效应也可以用于在使用不包含三聚氰胺树脂、而是例如仅包含尿素树脂的合成树脂的情况下制造浸渍物。这鉴于与使用三聚氰胺树脂相关联的高成本是有利的。在使用传统的干燥方法时，仅仅基于尿素树脂由于不可避免的高凝结度而不能制造这样的浸渍物，该浸渍物具有足够的流动能力，以便能够在之后的继续处理时在涂覆压机中与基体达到足够的粘附。但是出人意料地已表明，同样的浸渍物在借助按本发明的方法干燥之后具有这样低的预凝结度，使得尿素树脂具有如此高的流动能力，以致在浸渍物和基体之间能实现足够的粘附。因此按照另一观点，本发明涉及一种无三聚氰胺树脂的浸渍物。
还要补充的是，尤其是考虑以下树脂作为浸渍树脂：尿素-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、三聚氰胺-尿素-甲醛树脂(MUF)、三聚氰胺-尿素-酚甲醛树脂(MUPF)、酚甲醛树脂(PF)、单宁树脂、间苯二酚-甲醛树脂、硅树脂。
附图说明
以下参照附图借助一个实施例详细地说明本发明。在附图中示出：
图1是按本发明的处理装置的示意图，借助该处理装置能实施按本发明的方法。
具体实施方式
在图1中整体用10表示按本发明的处理装置。该处理装置包括带有入口12a和出口12b的壳体12，浸渍物14通过所述入口进入壳体12，浸渍物14通过所述出口重新从壳体12出来。入口12a和出口12b都由辊隙12a1或12b1形成，亦即形成在辊对16或辊对18的辊之间的间隙。间隙12a1或12b1的高度确定成略大于浸渍物14的厚度并且例如为约0.1mm。
在壳体12的内腔12c中，浸渍物14在入口12a和出口12b之间由气垫20无接触地引导。该气垫20由喷嘴箱22产生，空气通过供应管路24(在图1中仅示出完全设置在左侧的喷嘴箱22的输送管路24)从一(未示出的)鼓风机供应给这些喷嘴箱。空气经由排气管路28(在图1中仅示出完全设置在左侧的排气箱26的排气管路28)通过排气箱26重新从壳体12的内腔12c排出。
另外，在壳体12的内腔12c中设置有多个微波天线30，这些微波天线用微波辐射浸渍物14。微波辐射由包含在浸渍物14中的湿气在浸渍物14的整个体积中基本上均匀地吸收。因此，湿气受热并且随之发生地浸渍物14包括浸透浸渍物14所用的合成树脂也受热。湿气在浸渍物14的表面14a上蒸发并产生湿气梯度。由于该湿气梯度，湿气也从浸渍物14内部扩散到表面14a上并且在那里蒸发。但重要的是，温度在浸渍物14的整个厚度上基本上是恒定的，因为这引起在浸渍物14中的树脂均匀地预凝结。
为了改善吸收微波辐射的均匀性，微波天线30设置在浸渍物14两侧，也就是说，在图1的视图中设置在浸渍物14上方和下方。另外，供应给微波天线30的能量可以由一控制单元32对于每个单独的微波天线30分别确定并且经由供应管线34(在图1中仅示出用于完全设置在左侧的天线30的供应管线34)供应。这使得能够在壳体12的内腔12c中利用沿浸渍物14的输送方向F改变的辐射强度确定所希望的辐射强度分布，例如具有从入口12a朝向出口12b减小的辐射强度的分布。
如图1所示，喷嘴箱22也不是仅设置在浸渍物14下方，而是交替地设置在上方和下方。这同样适用于排气箱26。亦即，由喷嘴箱22喷出的空气不仅用于无接触地支承和引导浸渍物14，而且用于排出从浸渍物14的两个表面14a蒸发的湿气。载有湿气的空气被排气箱26收集并且通过排出管路28供应给凝结装置36，该凝结装置使湿气凝结并且供应给收集容器38，同时该凝结装置把被除湿的排出空气继续引导给废气后处理设备40。在收集容器38中收集的冷凝液可以被重新回送到生产过程中。

Claims (13)

1.用于干燥和预凝结浸渍物(14)的方法，该浸渍物由用合成树脂浸透的、膜状的幅材形成，其特征在于，在处理装置(10)中用微波辐射浸渍物(14)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，无接触地引导浸渍物(14)通过处理装置(10)、优选借助至少一个气垫(20)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在安置在后面的凝结装置(36)中凝结从浸渍物(14)的表面(14a)排出的湿气。
4.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述处理装置(10)包括多个微波辐射单元(30)。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述微波辐射单元(30)设置在浸渍物(14)两侧。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，从所述微波辐射单元(30)辐射出的微波辐射的强度沿浸渍物(14)通过处理装置(10)的输送方向(F)减小。
7.如权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，所述幅材是由天然纤维或/和合成纤维形成的复合物，例如铺放物、垫子、织物或类似物。
8.如权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，所述幅材是纸。
9.如权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，所述合成树脂是热硬化的合成树脂、优选是氨基塑料树脂和酚醛树脂。
10.如权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，所述幅材用合成树脂浸透，该合成树脂的粘度在约20mPas至约700mPas之间、优选在约50mPas至约300mPas之间，总是在25℃的测量温度时用Brookfield粘度计测量。
11.用于干燥和预凝结浸渍物(14)的装置，该浸渍物由用合成树脂浸透的、膜状的幅材形成，其特征在于，所述装置包括至少一个微波辐射单元(30)，所述微波辐射单元用微波辐射浸渍物(14)。
12.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置包括至少一个另外的如权利要求1至10之一所述的装置特征。
13.浸渍物(14)，该浸渍物由用合成树脂浸透的、膜状的幅材形成，优选根据按权利要求1至10之一所述的方法、优选在使用按权利要求11或12所述装置的情况下制造，其特征在于，所述合成树脂不包含三聚氰胺树脂并且优选仅仅基于尿素树脂形成。
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