CN1067333C - 制造装饰性热固性塑料层压板的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种制造具有耐磨性和抗刮伤性表面层的装饰性热固性层压板的方法，其中用密胺-甲醛树脂浸渍连续的纸卷材，该卷材的一侧用尺寸为30-90μm的硬颗粒涂覆。干燥后，另一侧用含有平均颗粒尺寸为1-15μm的硬颗粒的密胺-甲醛树脂涂覆。干燥后将该纸置于层压板中作为最上层片材，涂有最小颗粒的一侧朝上。

Description

制造装饰性热固性塑料层压板的方法
本发明涉及一种制造具有耐磨性和抗刮伤性表面层的装饰性热固性层压板的方法。
装饰性热固性层压板已众所周知且例如用作墙壁、柜门、台面、桌面、其它家具的表面材料以及用作地板材料。
此类层压板通常由2-7层用苯酚-甲醛树脂浸渍的牛皮纸片材、一层用密胺-甲醛树脂浸渍的单色或花纹装饰性纸片材和一层用密胺-甲醛树脂浸渍的所谓的细纹α-纤维素贴面片材制成。
该贴面片材用来保护该装饰性纸片材以使其不受磨损。在某些情况下，省去该贴面片材。
还有由装有此种装饰性纸片材以及可能的话一层贴面片材的创花板或纤维板基层组成的层压板。这些片材可在加热加压下层压于基层。若仅使用一层装饰性纸片材，则可将其胶合到基层上。
上述层压板确实具有许多良好的性能，但已证明需大大改进暴露于过度磨损条件下的层压板的耐磨性和抗表面刮伤性。这尤其对地板材料来说是需要的，但台面和桌面层压板也有某种程度的需要。
根据美国专利4,940,503，已成功地改善了此类层压板的耐磨性。其方法是，用密胺-甲醛树脂浸渍纸卷材。该卷材至少一侧用小的干硬颗粒涂覆，其平均颗粒尺寸为约1-80μm，均分地分布在该卷材上的湿树脂表面上，然后干燥该树脂。然后可能的话将该颗粒涂覆的卷材，即所谓的预浸材料切割成片材。将至少一个此类片材或卷材放置在基层上作表面层并将其粘合。由此生产的层压板具有良好的耐磨性。
根据本发明所使用的硬颗粒的平均颗粒尺寸通常约为50μm，这从耐磨性来看是有利的。然而已证明以已知方式生产的层压板的抗刮伤性并不总是令人满意。此外，在层压阶段所使用的压板被该层压板表面中的较大颗粒刮伤。压板非常昂贵且由高质量钢制造。通常使用易处理的铝箔过渡层来保护这些压板，但这影响生产成本。
存在一种能生产耐磨和抗刮伤性装饰性层压板且避免上述问题的需要。
根据本发明，可以实现一种制造具有耐磨和抗刮伤性表面层的装饰性热固性层压板的方法，该层压板包括用热固性树脂浸渍的纸片材。该方法的特征在于用密胺-甲醛树脂浸渍连续的纸卷材，该卷材的一侧用约2-20g/m2，优选约6-12g/m2平均颗粒尺寸为约30-90μm，优选约40-70μm的硬颗粒涂覆。这些颗粒均匀分布于纸卷材的整个湿树脂表面，然后干燥该树脂。该卷材的另一侧，或第二纸卷材用密胺-甲醛树脂涂覆，该树脂含有平均颗粒尺寸为约1-15μm，优选约1-9μm的硬颗粒，其量使得该卷材具有一层约1-15g/m2，优选约2-10g/m2这些硬颗粒的涂层，然后干燥该树脂。可能的话将该颗粒涂覆的浸渍纸卷材即所谓的预浸材料切割成片材，将至少一层此片材或卷材置于基层上作为表面层并使其粘合，从而使涂有最小颗粒的表面朝向该层压板的上侧放置，而具有较大颗粒的表面朝下。或者可将具有最小颗粒的第一片材或卷材放在该层压板上作最上层，颗粒涂覆侧朝向该层压板的上侧，具有较大颗粒的第二片材或卷材置于该最上层之下，颗粒涂覆表面朝外。
硬颗粒可包含许多不同材料。尤其合适的材料是二氧化硅、氧化铝和/或碳化硅。因此两种或多种材料的共混物也是可能的。
基层可包括纤维板或刨花板，从而颗粒涂覆的纸片材通过在加热加压下层压或通过胶合而与该基层粘合。该基层也可包括许多未用颗粒涂覆的常用的干燥预浸卷材或预浸片材。这些颗粒涂覆的卷材或片材置于这些常用的卷材或片材之上，从而在这些卷材或片材最上层中的树脂通常由密胺-甲醛树脂构成，而这些卷材或片材的其余部分优选含有苯酚-甲醛树脂或苯酚-脲-甲醛树脂，然后通过使用高压和升高的温度将这些卷材或一叠片材连续或不连续地与表面层层压在一起。
颗粒涂覆的纸卷材或纸片材通常由所谓的贴面纸，优选α-纤维素的贴面纸构成。
然而，也可用硬颗粒涂覆所谓的装饰片材。该装饰片材可为花纹的或单色的。
在某些情况下，可用颗粒涂覆贴面片材以及装饰片材或使用两层或多层颗粒涂覆的贴面片材或装饰片材。也可以将常规的未用颗粒涂覆的贴面片材放在该颗粒涂覆的片材之上。
本发明将参照以下具体实施例进一步说明，其中实施例1-7说明本发明的第一实施方案，其中层压板的最上层片材由所谓的贴面层构成，其上侧用含有小的硬颗粒的密胺-甲醛树脂浆料涂覆，而下侧用在仍然湿的密胺-甲醛树脂(纸已用该树脂浸渍)中的稍大颗粒涂覆。
实施例8说明用于对比的现有技术层压板，该层压板按美国专利4,940,503制造，其中该层压板中的最上层片材的下侧已用在仍然湿的密胺-甲醛树脂(纸已用该树脂浸渍)中的相当大颗粒涂覆。
实施例9和10说明本发明的另一实施方案，其中层压板的最上层片材用含有小的硬颗粒的密胺-甲醛树脂浆料涂覆。该最上层片材的下侧未用任何颗粒涂覆。相反，将稍大颗粒喷洒在第二上层的密胺-甲醛树脂浸渍的纸片材上侧上仍然湿的树脂上。
实施例11说明在本发明范围之外的对比试验。该层压板的最上层片材由一种贴面层构成，其上侧用含有小的硬颗粒的密胺-甲醛树脂浆料涂覆。该纸片材的下侧未用任何较大硬颗粒涂覆，也没有任何用较大硬颗粒涂覆的第二下层片材。
从本发明的实施例1-7、9和10看出，通过在最上层片材上侧使用小的硬颗粒达到了非常良好的抗刮伤性。在该最上层片材下侧上的稍大颗粒或在接下来的片材上侧上的稍大颗粒给出了非常良好的耐磨性。
实施例8的对比试验表明当在最上层片材下侧上使用较大的硬颗粒时获得了良好的耐磨性。但抗刮伤性相当差。
实施例11的对比试验表明当在最上层片材的上侧使用小的硬颗粒时获得了良好的抗刮伤性。但若在该最上层纸的下侧或在下层纸上省去较大颗粒，则耐磨性极差。
这些实施例显示了由根据ASTMD-2197的改变形式的两种不同方法测得的抗刮伤性。在第一种方法中，样品在一个观察柜中以眼睛-样品距离772-914mm且观察角距桌表面为45-75°进行评价。根据分类标度评价该样品。该第一方法称为遥测法(distance)。
第二种方法以相同方式进行。但进行试验的人不选定该角度和他本身的距离，因而真实刮伤变得可见。该第二方法称为真实法(real)。低值表明最好的抗刮伤性。
在这些实施例中，仅通过横跨该层压板(纸)的制造方向刮擦来测量抗刮伤性，因为在该方向上刮伤更易观察。有时也测量沿该层压板的抗刮伤性。
在这些实施例中的耐磨性根据EN438-2:6测量。
根据该标准方法，分两步测量最终层压板整个装饰性层上的磨损。在第一步中测量所谓的IP(初始点)，此时开始初始磨损。
在第二步中测量所谓的EP(终点)，此时95％的装饰层被磨掉。
另外该标准方法规定将在第一步和第二步中用该测试机器产生的转数加起来并将所得和除以2。从而得到磨损的50％点，它通常为在标准和单行本中所报导的数值。
但在以下实施例中仅使用IP。
实施例1
a)将一卷表面重量为25g/m2的α-纤维素的所谓贴面纸用密胺-甲醛树脂溶液浸渍至以干的浸渍纸计算树脂含量为57wt％。该湿的纸卷材上侧用氧化铝颗粒喷洒至其量为8g/m2。这些颗粒的平均尺寸为50μm。这些颗粒通过使用美国专利4,940,503中所述设备涂覆。
然后将颗粒涂覆的纸卷材连续供入加热烘箱中，在这里溶剂被蒸发，同时树脂固化到所谓的B阶。干燥后纸的水分含量为10wt％。该纸卷材未喷洒的另一侧用含有氧化铝颗粒的密胺-甲醛树脂浆料涂覆至其量为5.3wt％。颗粒平均尺寸为1μm。
然后将该纸卷材在烘箱中连续干燥，直至该纸的水分含量为7wt％。
完全浸渍纸的最终树脂含量以干浸渍纸计算为70wt％，所加氧化铝颗粒的总量为8+2.7g/m2。
将该纸卷材切成适当长度的片材。
b)将一卷表面重量为25g/m2的α-纤维素的所谓贴面纸用密胺-甲醛树脂溶液浸渍至以干的浸渍纸计算树脂含量为70wt％。该湿的纸卷材上侧用氧化铝颗粒喷洒至其量为7g/m2，所用设备与上面a)中相同。这些颗粒的平均尺寸为50μm。然后将该纸卷材干燥至水分含量为7wt％。将该纸卷材切割成与上面a)中相同长度的片材。
c)将一卷表面重量为100g/m2的所谓装饰纸用密胺-甲醛树脂溶液浸渍至以干的浸渍纸计算树脂含量为46wt％。干燥该浸渍的纸卷材至水分含量为4wt％。
将该纸卷材切割成与上面a)和b)中相同长度的片材。
d)将一卷表面重量为170g/m2的牛皮纸用苯酚-甲醛树脂溶液浸渍至以干的浸渍纸计算树脂含量为28wt％。将该湿的纸卷材干燥至最终水分含量为7wt％。将该纸卷材切割成与上面相同长度的片材。
将如上面a)-d)中所述的浸渍纸片材以下列顺序置于两压板之间：一层纸a)，其具有最小颗粒的一侧朝外；一层纸b)，其喷洒侧朝外；一层纸c)和三层纸d)。最后所述的纸，即所谓的基片一起构成该层压板中的基层，该层压板通过在常规的多开口(multi-opening)压机中于85巴压力下压制这些片材80分钟而制造。
所制造的层压板的性能如下：耐磨性：16100转抗刮伤性：横向/4(遥测法)，横向/9(真实法)
实施例2
重复实施例1的程序，不同的是在步骤a)中的密胺-甲醛树脂浆料含有平均尺寸为3μm而不是1μm的氧化铝颗粒。
所制造的层压板的性能如下：耐磨性：14050转抗刮伤性：横向/3(遥测法)，横向/3(真实法)
实施例3
重复实施例1的程序，不同的是在步骤a)中的密胺-甲醛树脂浆料含有10.6wt％而不是5.3wt％的氧化铝颗粒。另外氧化铝颗粒的平均尺寸为5μm而不是1μm。颗粒总量为8+5.4g/m2。
所制造的层压板的性能如下：耐磨性：15500转抗刮伤性：横向/1(遥测法)，横向/7(真实法)
实施例4
重复实施例3的程序，不同的是在步骤a)中的密胺-甲醛树脂浆料含有15.9wt％而不是10.6％的氧化铝颗粒。在该实施例中氧化铝颗粒的平均尺寸也为5μm。加入的颗粒总量为8±8.1g/m2。
所制造的层压板的性能如下：耐磨性：14200转抗刮伤性：横向/1(遥测法)，横向/1(真实法)
实施例5
重复实施例1的步骤，不同的是在步骤a)中密胺-甲醛树脂浆料含有的氧化铝颗粒的平均尺寸为9μm而不是1μm。
所制造的层压板的性能如下：耐磨性：15100转抗刮伤性：横向/3(遥测法)，横向/3(真实法)
实施例6
a)将一卷表面重量为25g/m2的α-纤维素的所谓贴面纸用密胺-甲醛树脂溶液浸渍至以干的浸渍纸计算树脂含量为57wt％。该湿的纸卷材上侧用氧化铝颗粒喷洒至其量为9g/m2。这些颗粒的平均尺寸为50μm。这些颗粒通过使用美国专利4,940,503所述设备施加。
然后将颗粒喷洒的纸卷材连续供入加热烘箱中，在这里溶剂被蒸发，同时树脂固化到所谓的B阶。干燥后该纸的水分含量为10wt％。
该纸卷材未喷洒的另一侧用含氧化铝颗粒的密胺-甲醛树脂浆料涂覆至其量为10.6wt％。这些颗粒的平均尺寸为3μm。
然后将该纸卷材在烘箱中连续干燥，直至该纸的水分含量为7wt％。
完全浸渍过的纸中最终树脂含量以干的浸渍纸计算为72wt％，所加氧化铝颗粒的总量为9+5.4g/m2。
b)将一卷表面重量为25g/m2的α-纤维素的所谓贴面纸用密胺-甲醛树脂溶液涂覆至以干的浸渍纸计算树脂含量为72wt％。然后将该纸卷材干燥至水分含量为7wt％。
c)将一卷表面重量为100g/m2的所谓装饰纸用密胺-甲醛溶液浸渍至以干的浸渍纸计算树脂含量为46wt％。将该浸渍的纸卷材干燥至水分含量为4wt％。
d)将一卷表面重量为150g/m2的牛皮纸用苯酚-甲醛树脂溶液浸渍至以干的浸渍纸计算树脂含量为36wt％。将该湿纸卷材干燥至水分含量为7wt％。
将如上面a)-d)中所述的浸渍纸卷材以如下顺序连续供入连续压机的两压带之间：一层纸a)，其具有最小颗粒侧朝外；一层纸b)；一层纸c)和三层纸d)。
压制循环持续20秒，压力为35巴。然后将层压板切成合适长度。
所制造的层压板的性能如下：耐磨性：13900转抗刮伤性：横向/3(遥测法)，横向/5(真实法)
实施例7
重复实施例6的程序，不同的是在步骤a)中密胺-甲醛树脂浆料含有5.3wt％而不是10.6wt％氧化铝颗粒。这些颗粒的平均尺寸为1μm而不是3μm。所加氧化铝颗粒的总量为9+2.7g/m2。
所制造的层压板的性能如下：耐磨性：13900转抗刮伤性：横向/5(遥测法)，横向/7(真实法)
实施例8
a)将一卷表面重量为25g/m2的α-纤维素的所谓贴面纸用密胺-甲醛树脂溶液浸渍至以干的浸渍纸计算树脂含量为70wt％。该湿纸卷材的上侧用氧化铝颗粒喷洒至其量为8g/m2。这些颗粒的平均尺寸为50μm。然后将该纸卷材在加热烘箱中连续干燥至水分含量为7wt％。该纸的另一侧未被处理，因而不用任何硬颗粒涂覆。将该纸卷材切割成适当长度的片材。
根据实施例1重复步骤b)、c)和d)。
将根据以上步骤a)-d)的浸渍纸片材以下列顺序置于两个压板之间：一层纸a)，其颗粒侧朝下；一层纸b)，其喷洒侧朝外；一层纸c)和三层纸d)。以与实施例1相同的方式进行压制。
所制造的层压板的性能如下：耐磨性：13550转抗刮伤性：横向/31(遥测法)，横向/41(真实法)
实施例9
a)将一卷表面重量为25g/m2的α-纤维素的所谓贴面纸用密胺-甲醛树脂溶液浸渍至以干的浸渍纸计算树脂含量为50wt％。然后干燥该纸卷材至水分含量为7.2wt％。
该纸的一侧用含氧化铝颗粒的密胺-甲醛树脂溶液的浆料涂覆至其量为5.0wt％。这些颗粒的平均尺寸为3μm。
然后在烘箱中连续干燥该纸卷材，直至纸中水分含量为8.6wt％。
该完全浸渍的纸的最终树脂含量以干的浸渍纸计算为70wt％，所加氧化铝颗粒的总量为3.3g/m2。
将该纸卷材切割成适当长度的片材。
b)将一卷表面重量为38g/m2的α-纤维素的花纹装饰纸用密胺-甲醛树脂溶液浸渍至以干的浸渍纸计算树脂含量为50wt％。该湿纸卷材的上侧用氧化铝颗粒喷洒至其量为9.5g/m2，所用设备与上面a)的相同。这些颗粒的平均尺寸为50μm。然后干燥该纸卷材至水分含量为6.7wt％。将该纸卷材切割成与上面a)中相同的长度。
c)将一卷表面重量为100g/m2的单色装饰纸用密胺-甲醛树脂溶液浸渍至以干的浸渍纸计算树脂含量为54wt％。将该浸渍的纸卷材干燥至水分含量为6.5wt％。
将该纸卷材切割成与上面a)和b)相同长度的片材。
d)将一卷表面重量为170g/m2的牛皮纸用苯酚-甲醛树脂溶液浸渍至以干的浸渍纸计算树脂含量为28wt％。将该湿的纸卷材干燥至最终水分含量为7wt％。将该纸卷材切割成与上面相同长度的片材。
将如上面a)-d)中所述的浸渍纸片材按如下顺序置于两压板间：一层纸a)，其颗粒涂覆侧朝外；三层纸b)，其喷洒侧朝外；一层纸c)和三层纸d)。最后所述的纸，即所谓的基片一起形成该层压板的基层，该层压板通过在常规的多开口压机中于85巴压力下压制这些片材80分钟而制造。
所制造的层压板的性能如下：耐磨性：26100转抗刮伤性：横向/1(遥测法)，横向/9(真实法)
实施例10
a)将一卷表面重量为41g/m2的α-纤维素的花纹装饰纸用密胺-甲醛树脂溶液浸渍到以干的浸渍纸计算树脂含量为41wt％。然后将该纸卷材干燥至水分含量为6.7wt％。然后将该纸卷材的一侧用含有氧化铝颗粒的密胺-甲醛树脂浆料涂覆至其量为5wt％。这些颗粒的平均尺寸为3μm。
然后在烘箱中连续干燥该纸卷材，直至该纸的水分含量为7.4wt％。
该完全浸渍的纸的最终树脂含量以干的浸渍纸计算为63wt％，而所加氧化铝颗粒的总量为3.3g/m2。
将该纸卷材切割成合适长度的片材。
b)将一卷表面重量为41g/m2的α-纤维素的花纹装饰纸用密胺-甲醛树脂溶液浸渍至以干的浸渍纸计算树脂含量为49wt％。该湿纸卷材的上侧用氧化铝颗粒喷洒至其量为9.5∥m2，这些颗粒的平均尺寸为50μm。然后干燥该纸卷材至水分含量为7wt％。将该纸卷材切割成与上面a)相同长度的片材。
重复根据实施例9的步骤c)和d)，以与实施例9相同的方式制造层压板。
将如在上面a)-d)中所述的浸渍纸片材以如下顺序放置：一层纸a)，其颗粒涂覆侧朝外；三层纸b)，其喷洒侧朝外；一层纸c)和三层纸d)。
能制造的层压板的性能如下：耐磨性：27100转抗刮伤性：横向/5(遥测法)，横向/9(真实法)
实施例11
a)将一卷表面重量为25g/m2的α-纤维素的所谓贴面纸用密胺-甲醛树脂溶液浸渍至以干的浸渍纸计算树脂含量为50wt％。
然后将该纸卷材在加热烘箱中连续干燥。干燥后纸中水分含量为10wt％。
将该纸卷材的一侧用含有氧化铝颗粒的密胺-甲醛树脂溶液的浆料涂覆至其量为5.0wt％。这些颗粒的平均尺寸为3μm。
然后将该纸卷材在烘箱中连续干燥直至纸的水分含量为7wt％。
在完全浸渍的纸中最终树脂含量以干的浸渍纸计算为70wt％，所加氧化铝颗粒的总量为3.3g/m2。
将该纸卷材切割成适当长度的片材。
b)将一卷表面重量为100g/m2的所谓装饰纸用密胺-甲醛树脂溶液浸渍至以干的浸渍纸计算树脂含量为46wt％。然后将该纸卷材干燥至水分含量为4wt％。
将该纸卷材切割成与上面a)相同长度的片材。
c)将一卷表面重量为170g/m2的牛皮纸用苯酚-甲醛树脂溶液浸渍至以干的浸渍纸计算树脂含量为28wt％。将该湿纸卷干燥至水分含量为7wt％。将其切割成与上面相同长度的片材。
将如在上面a)-c)中所述的浸渍纸片材以如下顺序置于两压板之间：一层纸a)，其颗粒涂覆侧朝外；一层纸b)和三层纸c)。最后三层所述纸，即所谓的基片一起形成该层压板的基层，该层压板通过在常规的多开口压机中在85巴压力下压制这些片材80分钟而制造。
所制造的层压板的性能如下：
耐磨性：200转
抗刮伤性：横向/5(遥测法)，横向/9(真实法)

Claims (9)

1．一种制造具有耐磨和抗刮伤性表面层的装饰性热固性层压板的方法，该层压板包括用热固性树脂浸渍的纸片材，其特征在于用密胺-甲醛树脂浸渍连续的纸卷材，该卷材的一侧用约2-20g/m2平均颗粒尺寸为约30-90μm的硬颗粒涂覆，这些颗粒均匀分布在该纸卷材的整个湿树脂表面上，然后干燥该树脂，该纸卷材的另一侧或第二纸卷材用密胺-甲醛树脂涂覆，其中该树脂含有平均颗粒尺寸为约1-15μm的硬颗粒，且其量使得该卷材具有约1-15g/m2这些硬颗粒的表面涂层，干燥该树脂，可能的话将该颗粒涂覆的浸渍纸卷材切成片材，将至少一层这种片材或卷材置于基层上作为表面层并使其粘合，从而使涂有最小颗粒的表面朝向该层压板的上侧放置，而具有较大颗粒的表面朝下，或者具有最小颗粒的第一片材或卷材置于该层压板中作最上层，其颗粒涂覆侧朝向层压板的上侧，具有较大颗粒的第二片材或卷材置于该最上层之下，其颗粒涂覆表面朝外。
2．根据权利要求1的方法，其特征在于所述卷材的一侧用约6-12g/m2平均颗粒尺寸为约40-70μm的硬颗粒涂覆，涂覆所述卷材的另一侧或所述第二纸卷材的密胺-甲醛树脂含有平均颗粒尺寸为约1-9μm的硬颗粒，且其量使得所述卷材具有约2-10g/m2这些硬颗粒的表面涂层。
3．根据权利要求1的方法，其特征在于基层包含许多未用颗粒涂覆的常规的干燥预浸卷材或预浸片材，颗粒涂覆的卷材或片材置于这些常规卷材或片材之上，从而在这些卷材或片材的最上层中的树脂可能由密胺-甲醛树脂构成，而这些卷材或片材的其余部分含有苯酚-甲醛树脂或苯酚-脲-甲醛树脂，然后将该卷材或一叠片材通过使用高压和升高的温度连续或不连续地与该表面层结合在一起。
4．根据权利要求1的方法，其特征在于基层包括纤维板或刨花板。
5．根据权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于颗粒涂覆的纸卷材或纸片材包括所谓的贴面纸，和/或所谓的可以为花纹的或单色的装饰性片材。
6．根据权利要求5的方法，其特征在于所述贴面纸为α-纤维素的贴面纸。
7．根据权利要求4的方法，其特征在于颗粒涂覆的纸卷材或纸片材通过胶合或在加热加压下层压而与基层结合。
8．根据权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于硬颗粒包括二氧化硅、氧化铝和/或碳化硅。
9．根据权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于使用两层颗粒涂覆的贴面片材。
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