CN111806002A - 由木质材料构成的复合板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及由木质材料构成的复合板，所述复合板包含由刨花板构成的中间层，其中所述中间层连接至由纤维板构成的至少一个外层。为了提供具有改善的强度特性的可经济地生产的复合板，将根据本发明的人造树脂浸渍纸布置在所述中间层与所述外层之间。本发明还涉及用于生产由木质材料构成的复合板的方法以及人造树脂浸渍纸用于增强复合板的强度的用途。

Description

由木质材料构成的复合板
本申请是申请日为2015年8月17日、申请号为201580043990.X、发明名称为“由木质材料构成的复合板”(PCT/EP2015/068821，进入国家阶段日期2017年2月16日)之申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及由木质材料构成的具有最大可能的强度特性的复合板。同时，复合板的表面应当适用于施加装饰性涂层。
背景技术
适用于重负荷并且可设置有装饰性表面涂层的由木质材料构成的复合板为例如由Pfleiderer提供的PremiumBoard MFP Hybrid(Pfleiderer,PremiumBoard MFP HybridBrochure,2013年10月出版)。FINSA提供了名为superPan的类似板。Egger提供了Combiline板。所有这些板均为由木质材料构成的复合板，其具有由刨花板或OSB板(OSB＝定向刨花板)构成的中间层。由纤维板构成的外层被胶合在中间层上，在来自Egger的Combiline板的情况下，使用了非常薄的MDF板(MDF＝中密度纤维板)。在Pfleiderer的情况下，借助聚乙酸乙烯酯胶进行胶合。提供这些板用作支撑性家具结构板、搁板，而且还用于建筑目的，尤其是用于内部工件。
这些普通复合板已经具有用于预期应用领域的可用强度特性，例如对于平均体积密度为830kg/m3的16mm厚的板，弯曲强度约为28N/mm2、横向拉伸强度为0.5N/mm2、剥离强度为0.8N/mm2(Pfleiderer，PremiumBoard MFP Hybrid Brochure，2013年10月出版)。这种已知的复合板的强度受到能够承受中间层与外层之间胶合接合处的力的限制。
然而，普通复合板的生产是复杂的，因为板的整个表面的胶合操作复杂并且在技术上难以确保胶在待连接的中间层或各外层的整个表面上均匀分布。胶的不均匀分布导致一些区域中的胶合品质差。此外，用于连接外层和中间层的胶将大量的液体引入到中间层和外层中，使得必须防止中间层或各外层在胶的硬化期间变形。
发明内容
因此，本发明的目的是提出可经济地生产的由木质材料构成的复合板，所述复合板具有良好的强度特性。
该目的通过根据本发明的由木质材料构成的复合板以及根据本发明的用于制造由木质材料构成的复合板的方法来解决。
本发明的重要特征是人造树脂浸渍纸被插入到中间层与至少一个外层之间。因此，相比于常规实践，此处的人造树脂浸渍纸不是布置在复合板的外侧，而是在在根据本发明的复合板外层的紧接下方的边缘区域中。人造树脂浸渍纸使中间层和至少一个外层互相连接。经由人造树脂浸渍纸在其两个表面(中间层的顶侧和底侧)中的每个表面连接的中间层优选与外层连接。因此，中间层优选由单层或多层刨花板或者单层或多层OSB板(定向刨花板；由宽、平的木片制成的特殊刨花板)组成。外层优选由中密度或高密度纤维板(MDF或HDF)制成。
人造树脂浸渍纸由纸幅组成，其通常具有待连接的外层或中间层的尺寸，其中用人造液体树脂浸渍纸幅，然后干燥。作为原纸的不含人造树脂的纸幅本身优选具有15g/m2至100g/m2的表面重量。出于经济原因，由于将纸施加到外层之后其不再可见，因此纸优选为未着色且未经印刷的。用于浸渍板的人造树脂优选地选自包括以下的组：脲、三聚氰胺、酚醛树脂，或者使用上述人造树脂的组合，所谓的混合树脂或衍生物。对于特殊应用，虽然由于成本而很少使用的高技术树脂(例如环氧树脂)也是可能的。
在浸渍纸之后将人造树脂干燥但不使其硬化。有利地以30g/m2至200g/m2的量，优选以30g/m2至120g/m2的量，有利地以50g/m2至100g/m2的量使用。
为了实现根据本发明的复合板的优点，根据一个简单的实施方案，如果纸浸渍有人造树脂就足够了。然而，可以有利地添加到纸或人造树脂中的添加剂是阻止或防止复合板着火或燃烧的物质。这样的物质一般是已知的；其通常为磷酸二氢铵化合物。由于人造树脂浸渍纸被布置在复合板表面附近，其可以有效地防止复合板的燃烧。对于制造由木质材料构成的具有改善的强度特性的复合板，不需要通常添加到已知人造树脂浸渍纸中的添加剂，例如氧化铝。出于经济原因，所述添加剂容易被省略。
用人造树脂浸渍纸代替使用以液体形式施加的胶消除了缺点并带来意外的优点：用非液体的人造树脂浸渍纸代替液体避免了意外地将液体(特别是水)引入到中间层和外层。在少量胶的硬化期间释放的相对少量的水已导致中间层或外层不期望的膨胀，并且因此导致张力进入板中而引起不期望的变形。此外，由于人造树脂浸渍纸还可以一致良好的品质广泛地获得，因此避免了液体胶的不均匀施加。人造树脂浸渍纸可以以与中间层和外层的形式一致的大范围纸幅来提供。
认为有利的是，可以对由至少一个外层和一个中间层以及布置在外层与中间层之间的人造树脂浸渍纸制成的压制材料堆进行压制，以在常规短周期压机中形成复合板。短周期压机是用于生产层压产品或复合板的常规制造设备。省略了复杂胶合装置的使用。优选地对压制材料堆进行压制以形成复合板，如从压制材料堆的底部所见，复合板由底部外层、底部人造树脂浸渍纸、中间层、顶部人造树脂浸渍纸和顶部外层组成。
与已知的由木质材料构成的复合板相比，根据本发明的由木质材料构成的复合板具有显著改善的强度特性。与已知的由木质材料构成的复合板相比，根据本发明的复合板的横向抗拉强度、弯曲强度和面强度分别高出约50％。强度的这种特别的增加可以归因于以下事实：在复合板的特别地负荷有施加的力的边缘区域(其从外层的外部延伸至中间层的表面)中，施加的力不必再仅由外层和胶合接合处吸收。更确切地，示出人造树脂浸渍纸非常有助于根据本发明的复合板强度的改善，这不仅由于特别良好地固定在外层和中间层的表面上并且具有高固有强度的人造树脂，而且还由于在根据本发明的复合板中由纤维制成的也被视为增强防护的纸。布置在根据本发明的复合板的边缘区域的人造树脂浸渍纸起到类似于张力杆的作用。
附图说明
图1示出了根据本发明的由木质材料构成的复合板的一个优选实施方案的结构的示意图。
具体实施方式
由DE 103 00 247 B4(Kronotec AG)众所周知，使用人造树脂浸渍纸来包裹具有实木单板的刨花板。然而，在这一点上，使用经染色的纸以确保设置有实木单板的板的视觉上有吸引力的表面。描述于DE 103 00 247 B4中的板的强度特性没有测试。无法找到人造树脂浸渍纸对复合板的强度发展的影响的信息。
因此DE 103 00 247 B4不涉及本发明的主题，原因是本发明涉及由木质材料构成的复合板，其中外层也由木质材料组成，且其中该复合板被优化以达到高的强度。根据本发明的复合板可用作例如家具结构、内部工件、舞台结构和用于类似用途中的结构板。如果需要使用具有装饰性表面的由木质材料构成的复合板，则根据本发明的复合板的外部必须设置有另外的涂层。
由于人造树脂浸渍纸是可经济地获得的能够以一致的品质获得的产品，并且由于可使用现有的生产设备(短周期压机)，所以可经济地生产根据本发明的复合板。
中间层与至少一个外层之间的连接优选地以如下方式形成：将人造树脂浸渍纸布置在至少一个外层与中间层之间。特别地有利的是，使压制材料的堆连接以形成根据本发明的由木质材料构成的复合板，该复合板由底部外层、底部人造树脂浸渍纸、中间层、顶部人造树脂浸渍纸和顶部外层制成。例如用常规工具(堆叠装置、托盘、夹具)组装压制材料堆，将其固定并放置在短周期压机中。在那里，在经加热的压板之间对压制材料堆进行压制。在压制过程期间，人造树脂液化，然后硬化。
与中间层和外层表面的机械结合和推测的化学结合由此产生，使得外层和中间层得以永久地互相连接。纸没有被人造树脂的硬化和液化损坏。其保持嵌入在硬化的人造树脂层中并且特别地承受作用在根据本发明的复合板的边缘区域上的拉伸负荷。
根据本发明的由木质材料构成的复合板具有非常好的强度特性，特别地因为在复合板的边缘区域中，不仅人造树脂浸渍纸在很大程度上有助于复合板的强度。由纤维板材料制成的外层也在很大程度上有助于对根据本发明的复合板测量的高强度值。根据本发明的复合板的外层由纤维板制成并且考虑最大强度而进行选择。纤维板没有装饰性表面。因此，根据本发明优选的进一步改进，外层朝向外部的表面可设置有另外的单层或多层涂层。外层的朝向外部的表面的涂层可通过例如至少一层漆、生漆、HPL(高压层压纸)、单板或通过这些涂层的组合(例如单板和生漆)来进行。
可单独或组合地施加到根据本发明的复合板的外层的另一些材料为例如纸和纸板，特别是壁纸，膜，纺织品例如织物或毡，乙烯基树脂，皮革，软木，石材表面，金属或相应的金属箔，由聚丙烯、聚乙烯或聚乙酸乙烯酯制成的塑料涂层，陶瓷涂层例如瓷砖或陶瓷人造树脂混合物，玻璃，可写膜(板膜)，磁性涂层，抗辐射的例如含铅的箔或板，矿物织物、粗纱或羊毛例如玄武岩织物，其可承受力。纤维或纤维混合物也可作为涂层施加到根据本发明的复合板的外层上，例如有机纤维(如纤维素纤维)、合成纤维(如塑料纤维)，或无机纤维(如金属或陶瓷纤维)。
根据设计，上述涂层形式可用于美观目的，例如布或壁纸。而且其也可有助于技术上改进，例如使表面磁化的以抗辐射的方式起作用或者进一步改善强度特性的涂层。
上述材料的组合也是可能的，以及以将所述材料施加到彼此顶部的方式也是可能的，例如首先将抗辐射的箔或片施加到板上，然后用由塑料或金属制成的装饰性膜涂覆该抗辐射的箔或板。而且还可能用不同的材料涂覆根据本发明的复合板的外层彼此相邻的部分(例如将皮革和软木彼此相邻地胶合)以实现一定的美学效果。
由高强度复合板与用于进一步改善板的技术和美学特性的简单涂布性能的组合，结果根据本发明的复合板可特别地用于挑战性的应用，例如在实验室和医生办公室。
下面将基于一个示例性实施方案更详细地解释本发明的细节。
图1示出了根据本发明的由木质材料构成的复合板的一个优选实施方案的结构的示意图。
图1使用压制材料堆10的实例示出了根据本发明的由木质材料构成的复合板1的一个优选实施方案的层的示意图，其具有底部外层2、底部人造树脂浸渍纸3、中间层4、顶部人造树脂浸渍纸5和顶部外层6。图1所示的示例性实施方案中底部和顶部外层包含2.9mm厚的HDF纤维板。
然而，不考虑示例性实施方案，应注意外层的材料和厚度可彼此独立地选择。因此底部和顶部外层可具有不同的厚度。它们也可由不同的材料制成。
在本示例性实施方案中，中间层4由13mm厚的刨花板制成。底部或相应的顶部人造树脂浸渍纸3、5布置在各底部和顶部外层2、6与中间层4之间。在用人造树脂浸渍之前，人造树脂浸渍纸由重量为27gsm的原纸制成。在用人造树脂(在此为脲三聚氰胺)浸渍之后，纸的表面重量为125gsm。在对外层2、6进行压制期间，纸的水分含量为7％。该水分含量大致对应于中间层4和外层2、6的残留含水量使得在压制期间没有另外的水分被引入到中间层4和外层2、6的木质材料板中。
将图1所示的压制材料堆10在短周期压机中压制300秒，短周期压机的压板加热至150摄氏度。此时，人造树脂熔融并硬化。在压制过程结束时，产生由木质材料构成的复合板，其总的板厚度约为19mm并且根据EN 323的平均体积密度为809kg/m3，对其测量以下强度值：
横向抗拉强度(根据EN 319测量)：0.75N/mm2
弯曲强度(根据EN 310测量)：36N/mm2
剥离强度(根据EN 311测量)：1.26N/mm2
根据本发明的由木质材料构成的复合板的强度值(其显著改善了大于约50％)潜在地主要归因于复合板边缘区域7的改善，该边缘区域由人造树脂浸渍纸和外层构成；按不同配方配制，因此边缘区域从中间层4的表面8延伸至外层的外侧9。
在根据本发明的复合板1的情况下，一方面，所使用的人造树脂具有非常好的强度特性，原因是其通过在短周期压机中压制非常好地机械固定在中间层和外层的表面上。另一方面，在对压制材料堆进行压制之后，嵌入人造树脂中的纸也完整无缺，并且纸幅的纤维网是根据本发明的复合板1的另外组分，其适用于承受张力。
在根据本发明的复合板的边缘区域7中，在压缩力或张力从外部作用的情况下，在复合板1的承受张力的边缘区域中相应地出现张力。先前，这些张力的承受受到已知的由木质材料构成的复合板的中间层与外层之间胶合接合处强度的限制。在根据本发明的复合板1的情况下，不仅人造树脂能够承受高的张力。特别地，纸的纤维也能够承受高的张力。因此，附着在复合板1的边缘区域7中的底部和顶部人造树脂浸渍纸3、5起到张力杆的作用。
不考虑本示例性实施方案，应注意，与先前已知的和常规的在外层和/或中间层上施加胶相比，人造树脂浸渍纸具有以下优点：人造树脂浸渍纸可以更好地均衡中间层和外层表面的不均匀度使得外层与中间层的连接中的薄弱点大部分被排除并且提供了具有良好尺寸稳定性和平坦外部的复合板。
复合板的第一外层与由皮革和铜箔制成的矩形部分胶合以形成美观的表面。为此目的，也可以使用本说明书中前面提及的另一些材料。复合板的第二外层与由铅构成的抗辐射金属箔胶合，然后将HPL层压纸层压在该金属箔上。产生技术上改进且易于清洁的表面。
以下内容对应于母案申请中的原始权利要求书，现作为说明书的一部分并入此处：
1.一种由木质材料构成的复合板，所述复合板具有由刨花板制成的中间层(4)，其中所述中间层连接至由纤维板构成的至少一个外层(2、6)，特征在于在所述中间层与所述外层之间布置有人造树脂浸渍纸(3、5)。
2.根据项1所述的复合板，其特征在于，使用人造树脂浸渍纸(3、5)，其中所述纸的重量为15g/m2至100g/m2。
3.根据项1或2所述的复合板，其特征在于，所述人造树脂浸渍纸(3、5)包含量为30g/m2至200g/m2的人造树脂。
4.根据前述项中至少一项所述的复合板，其特征在于，所述人造树脂浸渍纸(3、5)浸渍有来自包括以下的组的一种或更多种人造树脂：脲、三聚氰胺、甲醛、酚树脂、环氧树脂、及其混合物和衍生物。
5.根据前述项中至少一项所述的复合板，其特征在于，所述人造树脂浸渍纸(3、5)包含阻止或防止所述复合板(1)着火或燃烧的添加剂。
6.根据前述项中至少一项所述的复合板，其特征在于，所述中间层(4)的两侧上设置有外层(2、6)。
7.根据前述项中至少一项所述的复合板，其特征在于，所述外层(2、6)包含由高密度或中密度纤维板制成的板。
8.根据前述项中至少一项所述的复合板，其特征在于，所述外层(2、6)的板厚度为1mm至5mm，优选1mm至2.5mm。
9.根据前述项中至少一项所述的复合板，其特征在于，将另外的涂层施加到所述复合板(1)的至少一个外层(2、6)的外侧(9)。
10.根据项9所述的复合板，其特征在于，将涂层施加到至少一个外层(2、6)的外侧(9)作为另外的涂层，所述涂层来自单独地或组合地包括以下的组：漆、生漆、HPL或单板、纸、纸板、壁纸、膜、纺织品、织物、毡、乙烯基树脂、皮革、软木、石材表面、金属、金属箔、塑料涂层、聚丙烯、聚乙烯或聚乙酸乙烯酯涂层、陶瓷涂层、瓷砖、陶瓷人造树脂混合物、玻璃、可写膜、磁性涂层、抗辐射箔或板、矿物织物、有机纤维、无机纤维和合成纤维。
11.一种用于制造由木质材料构成的复合板的方法，所述复合板具有由刨花板构成的中间层(4)，其中所述中间层连接至由纤维板构成的至少一个外层(2、6)，特征在于，通过以下步骤将人造树脂浸渍纸(3、5)布置在所述中间层与所述外层之间：
-组装包括中间层(4)、人造树脂浸渍纸(3、5)和至少一个外层(2、6)的压制材料堆(10)，其中将所述人造树脂浸渍纸插入到所述中间层与所述外层之间，
-压制所述压制材料堆(10)以形成复合板(1)。
12.根据项11所述的方法，其特征在于，压制所述压制材料堆(10)在高压和高温下进行。
13.根据项11或12所述的方法，其特征在于，压制所述压制材料堆(10)以形成复合板(1)通过以下进行：使浸渍纸的人造树脂软化，随后使所述人造树脂硬化。

Claims (11)

1.一种由木质材料构成的结构板，所述结构板具有由刨花板制成的中间层(4)，其中所述中间层连接至由纤维板构成的至少一个外层(2、6)，特征在于在所述中间层与所述外层之间布置有人造树脂浸渍纸(3、5)，
其中所述结构板通过对由所述至少一个外层和所述中间层以及所述人造树脂浸渍纸制成的压制材料堆进行压制而形成，所述纸没有被人造树脂的液化和硬化损坏并且完整无缺；
其中所述纸的重量为15g/m2至100g/m2；以及
其中所述人造树脂浸渍纸(3、5)包含量为30g/m2至200g/m2的人造树脂。
2.根据权利要求1所述的结构板，其特征在于，所述人造树脂浸渍纸(3、5)浸渍有来自包括以下的组的一种或更多种人造树脂：脲、三聚氰胺、甲醛、酚树脂、环氧树脂、及其混合物和衍生物。
3.根据前述权利要求中至少一项所述的结构板，其特征在于，所述人造树脂浸渍纸(3、5)包含阻止或防止所述结构板(1)着火或燃烧的添加剂。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的结构板，其特征在于，所述中间层(4)的两侧上设置有外层(2、6)。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的结构板，其特征在于，所述外层(2、6)包含由高密度或中密度纤维板制成的板。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的结构板，其特征在于，所述外层(2、6)的板厚度为1mm至5mm。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的结构板，其特征在于，将另外的涂层施加到所述结构板(1)的至少一个外层(2、6)的外侧(9)。
8.根据权利要求7所述的结构板，其特征在于，将涂层施加到至少一个外层(2、6)的外侧(9)作为另外的涂层，所述涂层来自单独地或组合地包括以下的组：漆、生漆、HPL或单板、纸、纸板、壁纸、膜、纺织品、织物、毡、乙烯基树脂、皮革、软木、石材表面、金属、金属箔、塑料涂层、聚丙烯、聚乙烯或聚乙酸乙烯酯涂层、陶瓷涂层、瓷砖、陶瓷人造树脂混合物、玻璃、可写膜、磁性涂层、抗辐射箔或板、矿物织物、有机纤维、无机纤维和合成纤维。
9.一种用于制造由木质材料构成的结构板的方法，所述结构板具有由刨花板构成的中间层(4)，其中所述中间层连接至由纤维板构成的至少一个外层(2、6)，特征在于，通过以下步骤将人造树脂浸渍纸(3、5)布置在所述中间层与所述外层之间：
-组装包括中间层(4)、人造树脂浸渍纸(3、5)和至少一个外层(2、6)的压制材料堆(10)，其中将所述人造树脂浸渍纸插入到所述中间层与所述外层之间，
-压制所述压制材料堆(10)以形成结构板(1)，
其中压制所述压制材料堆(10)以形成结构板(1)通过以下进行：使浸渍纸的人造树脂软化，随后使所述人造树脂硬化，所述纸没有被人造树脂的液化和硬化损坏并且完整无缺，
其中所述纸的重量为15g/m2至100g/m2，以及
其中所述人造树脂浸渍纸(3、5)包含量为30g/m2至200g/m2的人造树脂。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，压制所述压制材料堆(10)在高压和高温下进行。
11.人造树脂浸渍纸用于增强由木质材料构成的结构板的强度的用途，所述结构板具有由刨花板制成的中间层(4)，其中所述中间层连接至由纤维板构成的至少一个外层(2、6)，特征在于在所述中间层与所述外层之间布置有人造树脂浸渍纸(3、5)。
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