CN108773148A - 镶板成型 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于形成建筑镶板的方法，所述建筑镶板具有包括热固性树脂的表面，该方法使得在表面的固化期间所产生的张力被减小或消除。

Description

镶板成型
本申请是申请日为2012年9月7日、申请号为201280042453.X、发明名称为“镶板成型”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明一般涉及镶板成型领域，例如建筑镶板。本发明更特别地涉及成型地板镶板的方法和由此方法生产的地板镶板。
背景技术
意在用于例如地板或家具部件的传统的层压镶板由以下步骤生产：
·在木质纤维基材料——例如HDF——制成的芯部的一侧上施加三聚氰胺甲醛树脂浸渍的牛皮纸作为平衡层；
·在芯部的另一侧上施加三聚氰胺甲醛树脂浸渍的印刷装饰纸；
·在装饰纸上施加带有耐磨颗粒(例如氧化铝)的三聚氰胺甲醛树脂浸渍的透明覆盖纸；和
·通过在连续或非连续的压机中施加热和压力来固化树脂以获得层压产品。
通常压制参数是：压力为40bar并且温度为160-200℃，压制时间持续12-30秒。表面层的一般厚度为0.1-0.2mm，HDF芯部的厚度在6-12mm之间变化，并且平衡层约为0.1-0.2mm厚。
此生产方法和由此方法生产的产品通常被称为DPL工艺和DPL产品(直接层压，Direct Pressure Laminate)。
近来，已开发出具有木质粉末基表面的新型镶板。在HDF板上散布包括木质纤维、粘结剂(优选三聚氰胺颗粒)、氧化铝颗粒和颜料的粉末，并且在连续的或非连续的压机中在热和压力下压制所述粉末，以获得具有无纸的固体表面层的产品。压制参数类似于DPL。当表面形成为具有深压花并且厚度例如为0.4-0.6mm时，可采用40-80bar的更高压力和20-40秒的更长压制时间。压制温度一般为160-200℃。此木质纤维基地板通常被称为WFF地板，由于能够以成本高效的方式生产更厚、更耐冲击和更耐磨的表面，所以这种地板具有比传统层压地板好得多的性能。
图1a-1d示出了根据已知技术的层压或WFF地板镶板的生产。
在HDF芯部3的上部施加由浸渍覆盖层和装饰纸或粉末层构成的表面层2。如图1a中所示，在HDF芯部的背侧施加平衡纸或粉末背层4。如图1b中所示，将具有上层2和下层4的芯部3移入压机中并且在热和压力下进行压制，以使得所述层固化并且附着于板上。
当在压制过程中上层和下层中的热固性树脂固化时，在正面和背面上的层会经受第一收缩。在背面的背层平衡由正面的表面层产生的张力，并且当镶板离开压机时所述镶板大体上是平的，带有向后弯曲的很小凸面。镶板的这种第一收缩和平衡在下文被称为“压制平衡”。当镶板从大约160-200℃冷却至室温时，也是由背层平衡第二温度收缩，并且镶板1基本上是平的，如图1b中所示。第二平衡在下文被称为“冷却平衡”。向后弯曲的很小凸面是优选的，因为其抵消了在冬季期间当相对湿度可能下降至20％或更低时的干燥条件下边缘的向上弯曲。
问题是，此基本为平的镶板包括由表面层和平衡层的收缩所造成的张力。
如图1c中所示，镶板一般被切割成多个元件并且形成为在长边和短边上具有锁定系统的地板镶板。例如，锁定系统一般可包括用于垂直锁定的榫舌10和榫舌槽9，以及带有锁定元件8的板条6，该锁定元件8与锁定槽14配合以用于水平锁定。
表面和芯部会在室内湿度较高的夏季隆起，并且在室内湿度较低的冬季收缩。镶板将收缩和膨胀并且边缘的翘弯(cupping)可能发生。平衡层用于抵消这种翘弯。这种平衡被称为“气候平衡”。
图1d示出了当形成有锁定系统时，特别是当镶板安装在导致层的收缩的干燥气候中时，内部张力可能造成问题。当内部张力使槽9张开并且使榫舌部件10向上弯曲时，会发生边缘的所谓“翘起(topping)”，这是由于当形成有锁定系统时这些部件不再是平衡的。内部张力还可造成板条6的向后弯曲，这降低了锁定强度和锁定系统的质量。张力可能高于芯部的内部粘结强度，这会导致裂缝C，其主要出现在水平延伸的槽例如榫舌槽9中。此内部张力可能需要比正常情况更高的板材质量，这会增加成本。
如果可以减小或完全消除由固化和温度收缩导致的张力，则是非常有利的。这种张力减小在WFF地板或用于商业应用的高质量DPL地板中会是特别有利的，所述WFF地板一般包括具有大量的热固性粘合剂的相当厚的固体表面层，对于所述用于商业应用的高质量DPL地板，其表面层的厚度和树脂含量均高于家用的DPL地板。
发明内容
本发明的实施例的一个总体目标是提供一种减小或消除带有包括热固性树脂的表面的镶板中的张力的方法，所述表面在热和压力下被固化并且与芯部相连。本发明的实施例可结合如下所列的各种方法灵活性和产品特性。
本发明的第一方面是一种用于生产镶板的方法，所述镶板例如为建筑镶板，优选为地板镶板，所述镶板具有木基芯部和表面层，所述表面层包括热固性树脂，其中所述方法包括以下步骤：
·在第一主压制步骤中，在热和压力下将表面层固化并且连接至芯部；
·在第一主压制步骤后，在镶板上施加弯曲力，以使得镶板在热条件下远离表面层向后弯曲；和
·释放弯曲力以使得所述镶板回弹到基本平面的形状。
在一个实施例中，表面层可直接地与芯部相连。在一个实施例中，表面层可与中间层相连，而中间层直接与芯部相连。
此方法可进一步包括在弯曲过程中降低表面温度的步骤。
温度减小量可约为20℃。
温度减小量可大于20℃。
树脂可为三聚氰胺甲醛树脂。
此方法可包括至少约为3cm/m的弯曲。
表面层可包括木质纤维和耐磨颗粒。
表面层可包括木质纤维、耐磨颗粒和颜料。
本发明的第二方面是一种根据第一方面生产的、包括木基芯部和表面层的地板镶板，所述表面层包括热固性树脂，并且所述镶板不具有平衡层。
根据第二方面的地板镶板可具有背面，所述背面是所述木基芯部。
所述地板镶板可为包括与HDF芯部粘合的由浸渍纸构成的表面层的DPL镶板。
所述地板镶板可为包括粉末基表面层的WFF镶板。
附图说明
在下文中将结合示例性实施例和详细参照示例性附图描述本发明，其中：
图1a-1d示出根据已知技术的地板镶板的已知的生产。
图2a-2d示出根据本发明第一实施例的镶板的生产。
图3a-3d示出根据本发明第二实施例的镶板的生产
图4a-4c示出一种测量镶板中的内张力的方法。
图5a-5b示出在压制和冷却过程中的镶板温度。
图6a-6d示出一种用于获得镶板中的塑性变形的方法。
具体实施方式
图2a示出一仅将表面层2施加于芯部3上压制成的镶板1。该镶板可为DPL镶板或WFF镶板。在压制过程中当热固性树脂固化后，表面层2的收缩造成镶板边缘1向上弯曲。当镶板1冷却至室温时，所述弯曲可进一步增加。这种弯曲使得镶板1不能够用于地板生产。原因在于，没有在压制和冷却期间平衡表面层2的收缩的背层。
当镶板离开压机时，镶板具有与压制台基本相同的表面温度。常规的压制温度约为170℃。芯部普遍具有低得多的温度，约为80-100℃。这意味着表面层在压制后会冷却得非常快。在10秒后，表面温度可为120℃，在15-20秒后仅大约80℃。表面和芯部的冷却受压制时间的影响。较长的压制时间与较短的压制时间相比会增加芯部的温度。
图2b示出在第一压制步骤后当表面层2仍然热时，在第二压制步骤中在弯曲的压制台5、7之间压制镶板1。如果在约70-90℃之间的温度进行这种后压制，则这会使热的HDF芯部变形并且产生反压力，所述反压力足以生成不具有背层的平的镶板。将发生塑性不可逆变形。
在较高的表面温度情况下的后压制也会拉伸表面层2和使表面层2变形，并且消除由第一主压制步骤中的收缩造成的张力。此表面拉伸优选在约140-160℃的温度下进行。
所述第二压制和表面拉伸步骤优选为冷压制，并且如果镶板被尽可能快地移至第二压制和弯曲工位从而在弯曲开始时保持高的初始表面温度，则是有利的。例如，表面温度峰值可在160-200℃范围内，例如在表面层连接至芯部的第一压制期间约为170℃。当弯曲步骤开始时，表面温度可至少为140℃，或至少120℃。例如，当弯曲步骤开始时，表面温度可在表面层连接至芯部的第一压制期间的表面温度峰值的30℃以内、或40℃以内、或50℃以内。在被弯曲和被拉伸位置处的温度降低一般会在芯部冷却表面时自动地获得。这会使处于被拉伸位置的表面层稳定，并且可以获得永久变形。可大大减小或完全消除镶板中的内张力，并且当镶板冷却至室温时镶板可以是完全平坦的，如图2c中所示。
通过背层实现的生产平衡和冷却平衡可以部分或完全由塑性变形代替。
所述弯曲可以使得当镶板离开第二压制工位时镶板是凸起的并且向下弯曲。可在第三步骤中使镶板朝着表面稍微向上弯曲，以获得预定的形状。此类型的过度拉伸和双弯曲会完全地减少内张力。温度、弯曲时间和弯曲幅度应当适应于表面和芯部的品质和规格。
可在第二表面拉伸步骤中进行加热，以便改善和控制拉伸并且使生产方法适应于各种表面厚度和树脂。还可在预定的条件下冷却表面以使镶板稳定。
镶板的第二后压制操作和弯曲能够以多种方式进行。优选的是，弯曲和拉伸是三维的，以使得沿着镶板和横跨镶板完成弯曲。压制台优选地在两个垂直的方向上是弯曲的，如同球的顶部。
还可通过相对橡胶或硅质压模(matrix)进行压制的压缸、框架、通过滚筒以及许多其他方式实现向后弯曲，其中，在热固性树脂被固化的初始主压制操作之后，镶板在热条件下被弯曲。
热固性树脂可适配为使得它易于拉伸。类似于在所谓的后成型层压质量中所使用的类型的树脂可促进由弯曲带来的表面拉伸。
还可通过施加在镶板边缘处的侧向拉力来拉伸表面层。
也可在镶板冷却后在一个单独的生产步骤中用例如热压制台、红外灯和类似的装置再次加热镶板，从而使表面层变柔软并且拉伸表面层，以获得平的镶板。第一缸可沿着长度方向向后弯曲镶板，并且第二缸在优选地中间加热之后可沿着宽度方向弯曲镶板。还可在压制之后在冷却部件中将镶板保持在弯曲位置。
图2d示出了可将例如塑料薄膜、经处理的纸、泡沫等用作防潮层4，以便防止水分从底层地板渗入镶板。可采用这种背层以获得气候平衡。在一些应用中，HDF芯部的弯曲即使对于气候平衡也是足够的。
根据本发明的实施例的表面拉伸工艺(SSP，Surface Stretching Process)提供了以下优点中的一个或多个或全部：
·可采用具有较低的内部粘合强度的更为成本高效的板。
·可消除由内张力造成的翘起，所述翘起导致边缘处的严重磨损并且降低了锁定强度。
·可避免锁定系统中板材的开裂。
·可通过消除背层或者用更薄的或更成本高效的材料代替纸/三聚氰胺背层实现成本的节约。
图3a示出具有薄的背层4的实施例，该背层不能在初始压制后平衡镶板1。图3b示出弯曲以及优选还拉伸表面层2。结果如图3c中所示，为具有背层4和减小的内张力的平的镶板。背层防止了水分渗入镶板1的后部，并且当湿度改变时会使镶板稳定。图3d示出镶板1的三维弯曲。弯曲的幅度B优选约为3-6cm/m或者更多。
图4a-4c示出了一种测量镶板中内张力的方法。槽11形成在镶板边缘中。如图4b中所示出的，较高的内张力会使边缘分开。在内镶板厚度T1和外镶板厚度T2之间较大的差别意味着镶板1具有较大的内张力，所述内张力可造成锁定系统中的翘起和裂缝，尤其是在干燥条件下。图4c示出了具有较小的内张力的镶板1。例如，具有已减小的内张力的镶板所具有的T2小于没有在其上执行所述方法(例如弯曲步骤)的同一镶板的T2。
可采用此测量方法来调节在第二压制步骤中的向下弯曲的参数，这种调节通过修改初始压制温度、最终压制温度、压制时间和弯曲幅度实现。
图5a示出了具有0.5mm表面层的WFF地板镶板的压制期间的温度曲线。以℃为单位测量温度A并且以分钟为单位测量时间B。上曲线C是表面层的温度，并且下曲线D是在表面以下3mm处测量的芯部的温度。在压制期间，表面温度上升至170℃并且芯部温度上升至大约110℃。表面层的冷却发生得非常快，如可以从图5b中看到的：图5b示出在起初的60秒期间同一温度曲线C和D。例如，弯曲步骤可在从第一压制起始时间的60秒或更短的时间内开始，或者90秒或更短的时间内开始。例如，弯曲步骤可在从第一压制步骤结束时间的30秒或更短的时间内开始。优选地，当表面温度至少为大约140℃时以及当芯部温度(在表面以下几毫米处测量)至少为大约100℃时，进行塑性变形。可以改变在芯部中的和在表面层中的树脂，以使得塑性变形可在较低温度下进行，例如对于表面层为120-140℃以及对于芯部为80-100℃。
图6a-6d示出可以在压制之后采用带有可调节缸16的真空吸盘15来弯曲经压制的镶板1。真空吸盘可以在压制后立即提升镶板并且将其成型为预定的形状，如图6b和6c中所示。可以在压制之后当镶板表面仍然具有大约和高于140℃的温度时，在例如10-20秒内完成这种成型。镶板被保持处于弯曲的位置直至其冷却到合适的温度，优选低于100℃，并且获得永久的不可逆的塑性变形，以使得镶板在室温下基本上是平的，如图6d所示。
示例：第二压制和拉伸步骤

Claims (12)

1.一种用于生产平坦的镶板(1)的方法，所述镶板具有木基芯部(3)和表面层(2)，所述表面层包括热固性树脂，其中，所述方法包括以下步骤：
·在第一主压制步骤中，在施加热和压力的同时将所述表面层(2)固化和连接至芯部(3)；
·在第一主压制步骤后、在第二压制步骤中在所述镶板(1)上施加弯曲力(F)，以便
在所述镶板仍然高于初始温度时弯曲所述镶板，使得所述镶板的最上部表面是凸起的并且所述镶板的最下部表面是凹入的，以及
获得所述镶板(1)的塑性变形，
其中，所述弯曲力被施加在所述镶板的至少两个相对的边缘部分上而不施加在整个表面层(2)上，并且在第一主压制步骤之后在冷却部件中将所述镶板保持在弯曲位置；并且
其中，在第二压制步骤中所述镶板不在弯曲的压制台之间被压制，和
·释放所述弯曲力以使得所述镶板(1)回弹到基本平坦的形状，
其中，所述表面层包括基于粉末的层，所述粉末包括木质纤维、耐磨颗粒和颜料。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包括在弯曲期间降低表面温度的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，表面温度降低大约20℃。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，表面温度降低超过20℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在第一主压制步骤之后在冷却部件中将所述镶板保持在弯曲位置直至所述镶板冷却到低于100℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包括在芯部(3)的背侧施加平衡纸或粉末背层(4)。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中，所述热固性树脂是三聚氰胺甲醛树脂。
8.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中，弯曲度(B)至少约为3cm/m。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述表面层包括粘合到HDF芯部的浸渍纸。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述镶板是长方形的，并且所述弯曲力被施加到所述镶板的两组相对的边缘部分上。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述镶板是建筑镶板。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述镶板是地板镶板。
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