CN113263802A - 具有由胶合板制成的中间层的由木质材料构成的复合板 - Google Patents
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Abstract
具有由胶合板制成的中间层的由木质材料构成的复合板。本发明涉及由木质材料构成的复合板，所述复合板包括由胶合板构成的中间层，其中所述中间层与由纤维板构成的至少一个外层连接。为了提供具有改善的强度特性的经济上可生产的复合板，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。
Description
本申请是名为“具有由胶合板制成的中间层的由木质材料构成的复合板”、申请号为201780010089.1的中国专利申请的分案申请，专利申请201780010089.1是根据专利合作条约于2017年1月18日提交的国际申请(PCT/EP2017/050914)进入中国国家阶段的国家申请，该申请的优先权日为2016年2月11日。
技术领域
本发明涉及由木质材料构成的复合板，所述复合板包括由胶合板构成的中间层，所述复合板具有尽可能好的强度特性。同时，复合板的表面适用于施加装饰性涂层。
背景技术
由木质材料构成的复合板(其适用于重负载并且其可以设置有装饰性表面涂层)例如由Pfleiderer作为PremiumBoard MFP Hybrid(Pfleiderer，PremiumBoard MFPHybrid手册，2013年10月出版)提供。FINSA以名称superPan提供类似的板。Egger提供了Combiline板。所有这些板均是由木质材料构成的复合板，其具有由刨花板或OSB(OSB＝Oriented Strand Board，定向刨花板)构成的中间层。由纤维板构成的外层被胶合到中间层上；在Egger的Combiline板的情况下，使用非常薄的MDF板(MDF＝medium-densityfiberboard，中密度纤维板)。在Pfleiderer的情况下，通过聚乙酸乙烯酯胶胶合板。提供这些板供作为家具制造、架子中的支撑板，但也供建造用途，特别是室内建造中使用。
这些通用复合板已经具有用于所设想的应用领域的可用的强度特性，例如对于平均体积密度为830kg/m3的16mm厚的板(Pfleiderer，PremiumBoard MFP Hybrid手册，2013年10月出版)，约28N/mm2的弯曲强度，0.5N/mm2的横向抗拉强度和0.8N/mm2的表面坚固度。这种已知复合板的强度受到中间层与外层之间的胶合接头可以承受的力的限制。然而，中间层的较大的弯曲强度也是期望的，特别是对于建筑应用。
然而，上述复合板的生产是复杂的，因为全面胶合板在操作上是复杂的并且在技术上难以确保胶在中间层或相应的待连接的外层的整个表面上的均匀分布。胶的不均匀分布导致在一些地方质量差的胶合。此外，用于将外层与中间层连接的胶将相当大量的液体引入中间层和外层二者中，使得在胶的凝固期间必须防止中间层或相应的外层的变形。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种由木质材料构成的经济上可生产的、高度耐用的复合板，其具有良好的强度特性。
该目的用根据权利要求1的由木质材料构成的复合板以及根据权利要求11的用于生产由木质材料构成的复合板的方法来实现。
在中间层与至少一个外层之间使用人造树脂-浸渍纸是本发明的基本特征。在这种情况下，因此，人造树脂-浸渍纸-与通常情况不同-不是布置在复合板的外侧，而是布置在紧接根据本发明的复合板的外层下方的边缘区域中。人造树脂-浸渍纸将中间层和至少一个外层彼此连接。优选这样的中间层：所述中间层通过人造树脂-浸渍纸在其两个表面(中间层的上侧和下侧)中的每一个上与外层连接。在此，中间层由胶合板构成。可以使用任何胶合板，其中优选具有高弯曲强度的胶合板，例如，由桦木或山毛榉制成的胶合板，但由杨木或热带术材(例如柳安木或梅兰蒂木)制成的胶合板也是合适的。由厚度不均匀的层制成的胶合板或具有相同厚度的层的复合板二者均是合适的。外层优选由中密度或高密度纤维板(MDF或HDF)生产。外层特别优选由密度为1.000kg/m3或更大的纤维板生产。对于纤维板目前技术上可以生产的最大密度为1.300kg/m3。根据本发明的一个有利的实施方案，外层被染色，特别是染成深色。外层的厚度优选为1mm至9mm，特别优选为1.5mm至6mm。
人造树脂-浸渍纸由纸幅构成，通常具有待连接的中间层或外层的尺寸，其中纸幅浸渍有液体人造树脂并随后干燥。纸幅本身优选具有15g/m2至100g/m2的克重作为不含人造树脂的原纸。出于经济原因，纸优选为未染色的和未印刷的，因为在施加外层之后纸不再可见。用于浸渍板的人造树脂优选选自包括以下的组：聚脲树脂、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)。高科技树脂例如环氧树脂也可以用于特定应用，但由于成本，这些仅很少使用。
在浸渍纸之后干燥人造树脂，但不固化。其有利地以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，如果用人造树脂浸渍纸，则这是足够的。然而，可以有利地添加到纸或人造树脂中的添加剂是使复合板的点燃或燃烧变得困难或者防止复合板的点燃或燃烧的物质。这样的物质本身是已知的：它们通常是磷酸一铵化合物。由于人造树脂-浸渍纸靠近复合板的表面布置，因此其可以有效地防止复合板的燃烧。不需要通常被添加到已知的人造树脂-浸渍纸中的添加剂(例如，刚玉)以生产具有改善的强度特性的由木质材料构成的复合板。出于盈利性原因，可以容易地省去它们。
用人造树脂-浸渍纸代替使用作为液体施加的胶消除了缺点并带来了意料之外的优点：用非液体的人造树脂-浸渍纸代替液体避免了将液体(特别是水)不希望地引入到中间层和外层中。在一些胶的固化期间释放的相对少量的水已经导致中间层或外层的不希望的溶胀，并因此向板中引入了应力，导致不希望的变形。此外，避免了液体胶的不均匀施加，因为即使在大尺寸下，人造树脂-浸渍纸也以始终良好的质量可用。人造树脂-浸渍纸可以以对应于中间层和外层的格式的大的纸幅提供。
可以认为有利的是，由至少一个外层和中间层以及布置在外层与中间层之间的人造树脂-浸渍纸组成的待压制的材料堆可以在通常的短周期压机中被压缩以形成复合板。短周期压机是用于生产层合产品或复合板的标准操作设备。省去了使用复杂的胶合装置。待压制的材料堆优选地被压缩以形成复合板，该复合板-从待压制的材料堆的下侧观察-由下部外层、下部人造树脂-浸渍纸、中间层、上部人造树脂-浸渍纸和上部外层组成。
与由木质材料构成的已知复合板相比，包括由胶合板构成的中间层的根据本发明的由木质材料构成的复合板还具有显著改善的强度特性。与由木质材料构成的已知复合板相比，根据本发明的复合板具有在每种情况下增加约50％的横向抗拉强度、弯曲强度和表面坚固度。这种强度的显著增加可以归因于这样的事实：在复合板的边缘区域中，其特别地受到作用在其上的力的压力并且其从外层的外侧延伸到中间层的表面，作用力不再必须仅被外层和胶合接头吸收。相反，显示出人造树脂-浸渍纸对提高根据本发明的复合板的强度作出了重大贡献，均由于特别好地固定到外层和中间层的表面上且具有高固有强度的人造树脂，而且也由于还可以被看作是根据本发明的复合板中的由纤维构成的加强增强材料的纸。布置在根据本发明的复合板的边缘区域中的人造树脂-浸渍纸很像拉杆一样起作用。
使用人造树脂-浸渍纸涂覆具有实木单板的刨花板的方法实际上从DE 103 00247 B4(Kronotec AG)获知。然而，在这种情况下，使用有色纸以确保设置有实木单板的板的表面在视觉上有吸引力。未检查DE 10300 247 B4中描述的板的强度特性。未提供关于人造树脂-浸渍纸对复合板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，因为在这种情况下，其涉及由木质材料构成的复合板，其中不仅中间层具有胶合板，而且外层由木质材料构成，并且其中该复合板被优化以实现高强度。根据本发明的复合板可以用作建筑和建造板，例如，在家具制造、室内建造、景观建造和用于类似的用途中。如果必须使用具有装饰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侧必须设置有另外的涂层。
由于人造树脂-浸渍纸是容易以均匀的质量获得的廉价产品，并且由于可以使用现有的生产系统(短周期压机)，因此可以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通过在至少一个外层与由胶合板构成的中间层之间布置人造树脂-浸渍纸来产生。特别地，连接待压制的材料堆以形成根据本发明的由木质材料构成的复合板是有利的，所述复合板由下部外层、下部人造树脂-浸渍纸、中间层、上部人造树脂-浸渍纸和上部外层组成。将待压制的材料堆例如用通常的工具(堆叠装置、托盘、夹具)组装并固定，并且运输至短周期压机。在那里，待压制的材料堆在加热的压板之间被压缩。在压缩操作期间，人造树脂液化然后固化。
这产生了与外层和中间层的表面的机械结合并且可能还有化学结合，使得外层和中间层彼此牢固地连接。纸不会因人造树脂的液化和固化而损坏。其仍然嵌入人造树脂的固化层中，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应力。
根据本发明的由木质材料构成的复合板具有异常好的强度特性。一方面，这可以归因于特别坚固的中间层，而且还特别归因于不仅人造树脂-浸渍纸在复合板的边缘区域中显著地有助于复合板的强度这一事实。由纤维板材料构成的外层也显著地有助于对于根据本发明的复合板测量的高强度值。从最大强度的角度来看，根据本发明的复合板的外层选自纤维板。纤维板不具有装饰表面。根据本发明的另一优选实施方案，外层的朝向外侧的表面因此可以设置有另外的单层或多层涂层。举例来说，外层的朝向外侧的表面可以被涂料、清漆、HPL(high pressure laminate，高压层积材)或单板的至少一个层，或者被这些层的组合，例如单板和清漆涂覆。
可以单独地或组合地施加到根据本发明的复合板的外层的其他材料为例如纸和卡纸板，特别是壁纸，膜，纺织品例如织物或毡，乙烯基树脂(vinyl)，皮革，软木，石材表面，金属或相应的金属膜，聚丙烯、聚乙烯或聚乙酸乙烯酯的塑料涂层，陶瓷涂层例如瓷砖或陶瓷与人造树脂的混合物，玻璃，可写膜(黑板膜)，磁性层，辐射-抑制(例如含铅)膜或板，矿物织物，无纬织物或非织造织物例如玄武岩织物，其可以承受力。纤维或纤维共混物也可以作为涂层施加到根据本发明的复合板的外层，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。
根据配置，上述涂覆材料可以用于美学目的，例如织物或壁纸。然而，它们也可以用于技术改进，例如使表面磁化，具有辐射-抑制作用或进一步改善强度特性的涂层。
上述材料的组合也是可能的，均以材料施加到彼此之上的方式，例如首先将辐射-抑制膜或板施加至板，然后用由塑料或金属制成的装饰膜覆盖所述膜或板。然而，也可以用不同的材料彼此相邻地分段涂覆根据本发明的复合板的外层，例如将皮革和软木彼此相邻地粘贴以实现一定的美学效果。
为了进一步改善板的技术和美学特性，将高强度复合板与简单涂覆能力相结合的结果是根据本发明的复合板可以特别用于要求高的用途，例如实验室设备部门或实践设备部门中。
下面基于示例性实施方案更详细地说明本发明的细节。
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优选实施方案的结构的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的由木质材料构成的复合板1的优选实施方案的层的示意图，使用待压制的材料堆10的实例，所述复合板包括下部外层2、下部人造树脂-浸渍纸3、中间层4、上部人造树脂-浸渍纸5和上部外层6。在图1所示的示例性实施方案的情况下，下部和上部外层由密度为1000kg/m3至1050kg/m3的6mm厚的HDF板(例如SWISSCDF未经处理的板)构成。外层被染成黑色。
然而，不考虑示例性实施方案，必须说明外层的材料和厚度可以彼此独立地选择。因此，下部和上部外层可以具有不同的厚度。它们也可以选自不同的材料。
在本示例性实施方案的情况下，中间层4由19mm厚的桦木胶合板构成。在每种情况下，下部或相应的上部人造树脂-浸渍纸3、5布置在下部和上部外层2、6与中间层4之间。人造树脂-浸渍纸由在用人造树脂浸渍之前纸张重量为27g/m2的原纸生产。在用人造树脂(在此：聚脲树脂-三聚氰胺)浸渍之后，纸的基重为125g/m2。在与外层2、6压缩时，纸具有7％的水分。该水分含量大约相当于外层2、6和中间层4的残留水分，使得在压缩期间没有额外的水分被引入到外层2、6和中间层4的木质材料板中。
将图1所示的待压制的材料堆10在短周期压机中压缩，将其压板加热至150℃，持续300秒。在此时间期间，人造树脂熔化并固化。在压缩操作结束时，生产了板厚度总计约31mm且根据EN 323的平均体积密度为约900kg/m3的由木质材料构成的复合板，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)：45N/mm2
表面坚固度(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(其大大提高了大于约50％)除了使用特别坚固的中间层之外可能基本上归因于复合板的边缘区域7的改进，所述边缘区域7由人造树脂-浸渍纸和外层构成；因此换言之其从中间层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，所使用的人造树脂一方面具有非常好的强度特性，因为由于在短周期压机中压缩，其也被非常好地机械地固定在外层和中间层的表面上。另一方面，嵌入人造树脂中的纸在压缩待压制的材料堆之后也是完全完整的，并且纸幅的纤维束是根据本发明的复合板1的附加部件，其适用于承受拉力。
在根据本发明的复合板的边缘区域7中，当压缩力或拉力从外部起作用时，在每种情况下，拉力出现在复合板1的拉应力边缘区域中。迄今为止，承受这些拉力的能力受到由木质材料构成的已知复合板的中间层和外层之间的胶合接头的强度的限制。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拉力。特别地，纸的纤维也能够承受高拉力。在这方面，下部和上部人造树脂-浸渍纸3、5以与拉杆类似的方式起作用，所述人造树脂-浸渍纸安装在复合板1的边缘区域7中。
不考虑本示例性实施方案，应该注意的是，与先前已知的和通常将胶施加至外层和/或中间层相比，人造树脂-浸渍纸具有以下优点：人造树脂-浸渍纸能够更好地补偿外层和中间层表面的不均匀性，使得在很大程度上排除了外层和中间层连接中的弱点，并提供了具有良好的尺寸稳定性和平面外侧的复合板。
为了配置美学表面，将复合板的第一外层胶合到由皮革和铜膜制成的方形部分上。为了这个目的，也可以使用上面在说明书中指出的其他材料。将复合板的第二外层胶合到由铅制成的辐射-抑制金属膜上，然后在其上层合HPL层积材。这产生了易于护理的技术上改进的表面。
本发明中还提供以下技术方案：
附注1.一种由木质材料构成的复合板，包括由胶合板构成的中间层(4)，其中所述中间层与由纤维板构成的至少一个外层(2、6)连接，其特征在于，在所述中间层与所述外层之间布置人造树脂-浸渍纸(3、5)。
附注2.根据附注1所述的复合板，其特征在于，使用人造树脂-浸渍纸(3、5)，其中所述纸的纸张重量为15g/m2至100g/m2。
附注3.根据附注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)具有量为30g/m2至200g/m2的人造树脂。
附注4.根据前述附注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所述人造树脂中的一种或更多种：聚脲树脂、三聚氰胺、甲醛树脂、酚树脂、环氧树脂以及其混合物和衍生物。
附注5.根据前述附注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)具有使所述复合板(1)的点燃或燃烧变得困难或者防止所述复合板(1)的点燃或燃烧的添加剂。
附注6.根据前述附注中至少一项所述的复合板，其特征在于，所述中间层(4)在两侧设置有外层(2、6)。
附注7.根据前述附注中至少一项所述的复合板，其特征在于，所述外层(2、6)具有由高密度或中密度纤维板制成的板。
附注8.根据前述附注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9mm，优选为1mm至6mm。
附注9.根据前述附注中至少一项所述的复合板，其特征在于，向所述复合板(1)的至少一个外层(2、6)的外侧(9)施加另外的涂层。
附注10.根据附注9所述的复合板，其特征在于，向所述至少一个外层(2、6)的外侧(9)施加来自单独地或组合地包括以下的组的涂层作为另外的涂层：涂料；清漆；HPL或单板；纸；卡纸板；壁纸；膜；纺织品；织物；毡；乙烯基；皮革；软木；石材表面；金属；金属膜；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；陶瓷和人造树脂的混合物；玻璃；可写膜；磁性涂层；辐射-抑制膜或板；矿物织物；有机、无机和合成纤维。
附注11.一种用于生产由木质材料构成的复合板的方法，所述复合板包括由胶合板构成的中间层(4)，其中所述中间层与由纤维板构成的至少一个外层(2、6)连接，其特征在于，在所述中间层与所述外层之间布置人造树脂-浸渍纸(3、5)，具有以下步骤：
-组装具有中间层(4)、人造树脂-浸渍纸(3、5)和至少一个外层(2、6)的待压制的材料堆(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，
-压缩所述待压制的材料堆(10)以形成复合板(1)。
附注12.根据附注11所述的方法，其特征在于，所述待压制的材料堆(10)在增加的压力和升高的温度的作用下被压缩。
附注13.根据附注11或12所述的方法，其特征在于，通过如下压缩所述待压制的材料堆(10)以形成复合板(1)：使所述人造树脂软化，用所述人造树脂浸渍所述纸，并随后使所述人造树脂固化。
Claims (13)
1.一种由木质材料构成的复合板，包括由胶合板构成的中间层(4)，其中所述中间层与由纤维板构成的至少一个外层(2、6)连接，其特征在于，在所述中间层与所述外层之间布置人造树脂-浸渍纸(3、5)。
2.根据权利要求1所述的复合板，其特征在于，使用人造树脂-浸渍纸(3、5)，其中所述纸的纸张重量为15g/m2至100g/m2。
3.根据权利要求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)具有量为30g/m2至200g/m2的人造树脂。
4.根据前述权利要求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所述人造树脂中的一种或更多种：聚脲树脂、三聚氰胺、甲醛树脂、酚树脂、环氧树脂以及其混合物和衍生物。
5.根据前述权利要求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)具有使所述复合板(1)的点燃或燃烧变得困难或者防止所述复合板(1)的点燃或燃烧的添加剂。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的复合板，其特征在于，所述中间层(4)在两侧设置有外层(2、6)。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的复合板，其特征在于，所述外层(2、6)具有由高密度或中密度纤维板制成的板。
8.根据前述权利要求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9mm，优选为1mm至6mm。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的复合板，其特征在于，向所述复合板(1)的至少一个外层(2、6)的外侧(9)施加另外的涂层。
10.根据权利要求9所述的复合板，其特征在于，向所述至少一个外层(2、6)的外侧(9)施加来自单独地或组合地包括以下的组的涂层作为另外的涂层：涂料；清漆；HPL或单板；纸；卡纸板；壁纸；膜；纺织品；织物；毡；乙烯基；皮革；软木；石材表面；金属；金属膜；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；陶瓷和人造树脂的混合物；玻璃；可写膜；磁性涂层；辐射-抑制膜或板；矿物织物；有机、无机和合成纤维。
11.一种用于生产由木质材料构成的复合板的方法，所述复合板包括由胶合板构成的中间层(4)，其中所述中间层与由纤维板构成的至少一个外层(2、6)连接，其特征在于，在所述中间层与所述外层之间布置人造树脂-浸渍纸(3、5)，具有以下步骤：
-组装具有中间层(4)、人造树脂-浸渍纸(3、5)和至少一个外层(2、6)的待压制的材料堆(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，
-压缩所述待压制的材料堆(10)以形成复合板(1)。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述待压制的材料堆(10)在增加的压力和升高的温度的作用下被压缩。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，通过如下压缩所述待压制的材料堆(10)以形成复合板(1)：使所述人造树脂软化，用所述人造树脂浸渍所述纸，并随后使所述人造树脂固化。
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| 周梅: "《村镇建房建材选购手册》", 31 May 2011, 金盾出版社 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114888907A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-08-12 | 南京林业大学 | 一种具有防火防水耐磨的复合结构人造板的制备方法 |
| CN114888907B (zh) * | 2022-05-07 | 2023-01-20 | 南京林业大学 | 一种具有防火防水耐磨的复合结构人造板的制备方法 |
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