ES2342821T3 - Material laminado decorativo y procedimiento de produccion del mismo. - Google Patents

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Abstract

Conjunto de material laminado decorativo, en orden en la siguiente relación de superposición que comprende, (a) una capa superior de material laminado decorativo, en orden en una relación de superposición, que comprende, (i) una capa decorativa que comprende resina termoendurecible de melamina impregnada (ii) una capa de núcleo que comprende un material de PETG; y (b) un sustrato directamente unido a dicha capa superior de material laminado decorativo.

Description

Material laminado decorativo y procedimiento de producción del mismo.

Campo de la invención

La presente invención se refiere, en general, a conjuntos de material laminado decorativo y a procedimientos para producir los mismos, y más en particular, a conjuntos de material laminado decorativo con resistencia a la humedad y estabilidad dimensional mejoradas, cualidades que resultan particularmente útiles en aplicaciones de pavimento en las que habrá una exposición repetida o prolongada a humedad o agua.

Antecedentes de la invención

Los materiales laminados decorativos se han utilizado como material de acabado de superficies durante muchos años, tanto en aplicaciones comerciales como residenciales, en las que se prefieren efectos estéticos agradables junto con un comportamiento funcional deseado (tal como un coste, facilidad de limpieza y resistencia al desgaste, al calor y a las manchas superiores). Las aplicaciones típicas han incluido históricamente, aunque sin limitarse a ellas, mobiliario, encimeras de cocinas, superficies de mesas, expositores de tiendas, cubiertas de tocador de cuartos de baño, cabinas, paneles para paredes, paredes divisorias para oficinas, y similares.

Más recientemente, las aplicaciones para los materiales laminados decorativos se han expandido para incluir su utilización como material de pavimento en lugar de baldosa de cerámica, piedra o madera real más costosa, el alfombrado irregular y menos higiénico, así como los productos de tipo linóleo o baldosa de vinilo menos atractivos estéticamente. Sin embargo, tal como se trata con más detalle a continuación, los materiales laminados decorativos existentes no son particularmente adecuados en aplicaciones en las que se produce una exposición repetida o prolongada a humedad y/o agua debido a sus propiedades hidrófilas intrínsecas. Por tanto, los materiales laminados de este tipo existentes se han limitado principalmente a aplicaciones residenciales que presentan condiciones secas. Por consiguiente, tal como se trata adicionalmente a continuación, existe una necesidad de proporcionar un material laminado decorativo que pueda utilizarse cuando hay una exposición repetida o prolongada a humedad y/o agua, superando de ese modo las deficiencias presentes en los materiales laminados decorativos existentes.

En general, los materiales laminados decorativos pueden clasificarse en dos amplias categorías, concretamente materiales laminados decorativos de alta presión (HPDL) y materiales laminados decorativos de baja presión (LPDL). Tal como define el órgano directivo de la industria, la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA) en su Publicación de Normas LD 3-1995, los materiales laminados decorativos de alta presión se fabrican o "laminan" con calor y a una presión específica superior a 750 psig. A la inversa, los materiales laminados decorativos de baja presión se fabrican normalmente a una presión específica de aproximadamente 300 a 600 psig para evitar un excesivo aplastamiento del material de sustrato. La otra amplia distinción entre los materiales laminados decorativos de alta presión y de baja presión es que los primeros son en general relativamente delgados, normalmente comprendiendo una superficie decorativa y un núcleo de papel kraft impregnado con resina fenólica, y no son autoportantes tal como se fabrican. Como tal, normalmente se unen, con un adhesivo o cola adecuado, a un sustrato rígido como un tablero de partículas o tablero de fibra de densidad media (MDF), como una etapa independiente durante la fabricación final del producto final. A la inversa, los materiales laminados decorativos de baja presión normalmente se componen de un tipo similar de superficie decorativa, sin la capa de núcleo de soporte, que está unida a un sustrato tal como tablero de partículas o MDF en una única operación de laminación o "prensado" durante su fabricación.

Tanto los materiales laminados decorativos de alta presión como los de baja presión se han fabricado históricamente en prensas hidráulicas de lecho plano, calentadas. Con la excepción de algunos tipos más recientes de equipo de procesamiento, los materiales laminados de alta presión normalmente se prensan como múltiples láminas en "paquetes" o "libros" de prensado en una prensa multiabertura (que normalmente está calentada con agua caliente a alta presión o vapor, y enfriada con agua), con un ciclo térmico de 30 a 60 minutos y una temperatura superior a entre 130ºC y 150ºC. Por otro lado, los materiales laminados decorativos de baja presión normalmente se prensan como una única lámina o "tablero" en una prensa de una sola abertura (que habitualmente se calienta con Thermoil o eléctricamente) utilizando un "ciclo corto" de descarga en caliente, isotérmico de 20 a 60 segundos con temperaturas de la platina de calentamiento en prensa de 170ºC a 220ºC. Las prensas de "doble cinta" o de laminación continua para la fabricación de materiales laminados decorativos desdibujan algo las distinciones anteriores, porque sus temperaturas y tiempos de "ciclo" son similares a los empleados para materiales laminados decorativos de baja presión. En un procedimiento de este tipo, las presiones son intermedias, normalmente en el intervalo comprendido entre 300 y 800 psig, mientras que los propios materiales laminados continuos son relativamente delgados, sin unión directa a un material de sustrato y requiriendo así una segunda etapa de fabricación para hacerlo como es el caso con materiales laminados decorativos de alta presión convencionales. Los expertos en la materia apreciarán las disimilitudes de procedimiento y producto definidas anteriormente, así como diferencias de procedimiento más sutiles.

Los materiales laminados decorativos de alta presión se componen generalmente de una capa de lámina decorativa, que o bien es de un color liso o bien presenta un patrón impreso, sobre la que se coloca opcionalmente una lámina de recubrimiento translúcida, que se emplea normalmente junto con una lámina de impresión para proteger la línea de tinta de la impresión y mejorar la resistencia a la abrasión, aunque puede utilizarse un recubrimiento para mejorar la resistencia a la abrasión de un color liso también. Una lámina de color liso normalmente consiste en papel de alfa-celulosa que contiene diversos pigmentos, cargas y opacificantes, generalmente con un peso básico de 50 a 120 libras por 3000 resma-pie cuadrado. De manera similar, los papeles de base de impresión también son láminas de alfa-celulosa cargadas por lo demás y pigmentadas, de manera habitual ligeramente calandradas y más densas que los papeles de color liso para mejorar la imprimibilidad, y de menor peso básico de aproximadamente 40 a 75 libras por resma, superficie sobre la que se imprime mediante huecograbado o de otra manera un diseño utilizando una o más tintas. A la inversa, los papeles con recubrimiento normalmente se componen de fibras de alfa-celulosa sumamente puras sin ningún pigmento ni carga, aunque pueden opcionalmente teñirse o "tintarse" ligeramente, y normalmente presentan un peso básico más ligero que los papeles decorativos opacos, en el intervalo de 10 a 40 libras por resma.

Para aplicaciones con alto desgaste (tales como pavimentos), a menudo es deseable presentar una capa superior más altamente resistente al desgaste. Por consiguiente, los papeles con recubrimiento pueden contener partículas minerales abrasivas, duras tales como dióxido de silicio (sílice), y preferentemente óxido de aluminio (alúmina), que se incluyen en la pasta del papel durante el procedimiento de fabricación del papel. Alternativamente, las partículas abrasivas pueden revestirse sobre la superficie de los papeles decorativos o de recubrimiento, durante el procedimiento de "tratamiento" descrito a continuación, antes de la etapa de laminación final. Además, las partículas abrasivas pueden añadirse a la resina que se utiliza para impregnar las capas decorativas o de recubrimiento, haciendo de este modo que las partículas abrasivas se depositen sobre, y en menor medida, se dispersen dentro de tales capas. Tal como se conoce en la técnica, si las partículas abrasivas se depositan sobre la capa decorativa, puede no ser necesaria una capa de recubrimiento independiente.

Normalmente, estos papeles de superficie de color liso y de impresión decorativa y de recubrimiento se tratan, o se impregnan, con una resina termoendurecible de melamina-formaldehído, que es un producto de reacción de polimerización de condensación de melamina y formaldehído, con el que pueden reaccionar conjuntamente o añadirse una variedad de modificadores, incluyendo plastificantes, promotores del flujo, catalizadores, tensioactivos, agentes de desprendimiento, u otros materiales para mejorar ciertas propiedades deseables durante el procesamiento y tras el curado por prensado final, tal como entenderán los expertos en la materia. Como con la preparación de la resina de melamina-formaldehído y aditivos de la misma, los expertos en la materia también apreciarán que pueden utilizarse otros compuestos aldehídicos y de amino polifuncionales para preparar la resina de base, y otros polímeros termoendurecibles, tales como poliésteres o compuestos acrílicos, pueden ser útiles como la resina de superficie para ciertas aplicaciones. Es una práctica común, particularmente en procedimientos a baja presión, tratar el papel decorativo, y opcionalmente un recubrimiento con alta carga abrasiva de desgaste, con una resina de melamina-urea-formaldehído (MUF) que ha reaccionado conjuntamente, o una combinación de una resina de melamina-formaldehído (MF) y una resina de urea-formaldehído (UF), en la que la urea sirve como diluyente de sólidos de resina de bajo coste, económico. Sin embargo, en la práctica de la presente invención, que se refiere principalmente a aplicaciones de pavimentos resistentes a la humedad, la inclusión de urea, en cualquier forma, en la resina de superficie debe evitarse si ha de lograrse la mejor resistencia a la humedad y al agua del conjunto de material laminado decorativo. Se apreciará, sin embargo, que puede utilizarse urea en la práctica de la presente invención.

Opcionalmente, un papel decorativo sin tratar puede utilizarse junto con un recubrimiento tratado, siempre que el recubrimiento contenga suficiente resina para que fluya al interior de y contribuya a la capa decorativa adyacente durante la consolidación con calor y presión del procedimiento de laminación, de modo que se efectúe una unión interlaminar suficiente de ambas, así como la unión de la capa decorativa al núcleo. El equipo utilizado para tratar estos diversos papeles de superficie está disponible comercialmente y es bien conocidos por los expertos en la materia. Los papeles se tratan normalmente para obtener contenidos en resina y contenidos en componentes volátiles predeterminados, controlados para un rendimiento óptimo como entenderán bien los expertos en la materia, con contenidos en resina típicos en el intervalos comprendidos entre el 64 y el 80%, entre el 45 y el 55% y entre el 35 el 45% para los papeles de recubrimiento, color liso e impresión (a menos que se utilicen sin tratar) respectivamente, y todos con contenidos en componentes volátiles de aproximadamente el 5 al 10%. Los papeles de recubrimiento y de superficie decorativos utilizados con un procedimiento a baja presión habitualmente emplean mayores contenidos en resina y concentraciones de catalizador (y/o catalizadores más fuertes) superiores para compensar la menor presión y el flujo de resina más escaso resultante, y el corto ciclo de curado térmico, durante la operación de prensado.

Los papeles de superficie (es decir, las capas de recubrimiento y decorativas) de un material laminado decorativo de alta presión se unen simultáneamente al núcleo durante la operación de prensado. El núcleo de un material laminado decorativo de alta presión convencional normalmente se compone de una pluralidad de láminas con "carga" de papel kraft de calidad de saturación, que se han tratado o impregnado con una resina de fenol-formaldehído, que también se funden y unen simultáneamente entre sí durante el procedimiento de laminación, formando un material laminado o material compuesto unificado de múltiples láminas, consolidado. Las resinas de fenol-formaldehído son productos de reacción de polimerización de condensación de fenol y formaldehído. De nuevo, los expertos en la materia apreciarán que pueden hacerse reaccionar conjuntamente con, o añadirse, una variedad de modificadores tales como plastificantes, diluyentes y promotores del flujo, a la resina de fenol-formaldehído, que pueden utilizarse otros compuestos fenólicos y aldehídicos para preparar la resina de base, o que pueden utilizarse otros tipos de resinas termoendurecibles tales como resinas epoxídicas o poliésteres. Sin embargo, generalmente se prefiere una resina de fenol-formaldehído en la fabricación de materiales laminados decorativos de alta presión convencionales, como es la utilización de papel kraft de calidad de saturación, generalmente con un peso básico de 43-92,16 g/m^{2} (70-150 libras por resma), aunque también pueden utilizarse otros materiales tales como papel kraft para cartón de revestimiento, materiales textiles naturales, o esteras o telas de fibra polimérica, de carbono o de vidrio tejidas o no tejidas como la capa de núcleo, o bien por sí mismos o bien en combinación con papel kraft. En cualquier caso, estas capas de núcleo deben o bien tratarse con una resina que es químicamente compatible con la resina de carga "primaria" (y la resina de superficie si se utiliza adyacente a la misma), o si se utiliza sin tratar, debe estar disponible suficiente resina de las capas de carga adyacentes para contribuir a la misma y garantizar una unión interlaminar adecuada. Los procedimientos de preparación de la resina de carga, y las metodologías y el equipo de tratamiento de la carga, también los conocen bien los expertos en la materia. Con un procedimiento a baja presión convencional, normalmente no se utiliza una capa de núcleo, y los componentes de superficie decorativos se unen directamente a un material de sustrato en vez de a una capa de núcleo intermedia.

Durante la operación de prensado o laminación HPDL, las diversas láminas u hojas de superficie y de carga se curan con calor y presión, fusionándolas y uniéndolas entre sí en una masa de material laminado unitario, consolidado, aunque de composición asimétrica a lo largo de todo su espesor. Tal como se mencionó previamente, normalmente este procedimiento se logra en una prensa hidráulica de lecho plano, multiabertura entre platinas acanaladas, esencialmente inflexibles, que pueden calentarse y enfriarse posteriormente mientras están bajo una presión aplicada.

Normalmente, en una prensa de este tipo, se apilan pares de conjuntos de material laminado intercalados dorso con dorso (con medios de separación tal como se describe a continuación), que consisten cada uno en una pluralidad de láminas de carga y una o más láminas de superficie, en relación de superposición entre placas de prensa rígidas o "chapas", con las superficies adyacentes a las placas de prensa. Tal como se conoce en la técnica, dichas placas de prensa normalmente se forman a partir de una aleación de acero inoxidable martensítico, que puede tratarse térmicamente tal como AISI 410, y pueden presentar una variedad de acabados de superficie que confieren directamente a la superficie del material laminado durante la operación de prensado, o pueden utilizarse junto con una lámina de desprendimiento/texturización no adherente situada entre los componentes de superficie del material laminado y la placa de prensa, que conferirán un acabado seleccionado a la superficie del material laminado durante el prensado también (y después se desprende y desecha).

Aunque las placas de prensa de acero inoxidable martensítico son las utilizadas más comúnmente en la fabricación de material laminado decorativo de alta presión, opcionalmente también pueden emplearse placas cromadas para potenciar su resistencia al desgaste y su capacidad de desprendimiento, aceros inoxidables austeníticos tales como AISI 304, u otras aleaciones metálicas tales como latón, cualquiera con cromado opcional, como pueden utilizarse aleaciones de aluminio forjado que pueden tratarse térmicamente, por ejemplo 6061 T6 temper, cuya superficie puede anodizarse para aumentar su dureza y resistencia al desgaste. Además, también pueden utilizarse ventajosamente chapas o placas de prensa no metálicas. Dichas placas puede componerse de materiales completamente curados tales como papel kraft tratado con resina fenólica, tela de vidrio tejida tratada con resina epoxídica, estera de fibra de carbono tratada con resina epoxídica, o composiciones similares. Estas placas pueden chaparse opcionalmente con una lámina metálica de aluminio o acero inoxidable, que además opcionalmente puede cromarse o anodizarse, respectivamente, para una resistencia al desgaste mejorada. Las placas de prensa metálicas normalmente se fabrican mediante esmerilado y pulido, grabado químico, gofrado mecánico, mecanizado, granallado, o combinaciones de los mismos, dependiendo de la textura y el acabado de la superficie deseados, mientras que las placas de prensa de material compuesto se producen normalmente mediante una consolidación con calor y presión, es decir laminación, y un procedimiento de gofrado, tal como se describe en la patente US nº 3.718.496 de Willard. Pueden utilizarse, o pueden tener que utilizarse, papeles de desprendimiento/texturización junto con un tipo particular de placa de prensa dependiendo de sus características de autodesprendimiento intrínsecas, así como del acabado del material laminado final deseado.

Normalmente, se entrelazan varios pares de conjuntos de material laminado o "dobletes" entre varias placas de prensa, soportadas por una bandeja portadora, para formar un paquete de prensa o "libro". Los pares de material laminado entre las placas de prensa se separan habitualmente unos de otros por medio de un material no adherente tal como un papel revestido con silicona o cera, o película de polipropileno orientado biaxialmente (BOPP), que están disponibles comercialmente. Alternativamente, la cara más al dorso de una o ambas láminas de carga opuestas de los materiales laminados en contacto entre sí se reviste con un material de desprendimiento tal como una cera o sal de ácido graso. Cada paquete de prensa, así construido, se inserta entonces, por medio de su bandeja portadora, en una abertura o "luz" entre dos de las platinas de calentamiento/enfriamiento de la prensa de lecho plano de alta presión, multiabertura. Las platinas de prensa normalmente se calientan mediante vapor directo, o mediante agua caliente a alta presión, esta última habitualmente en un sistema de circuito cerrado, y se enfrían con agua.

Un ciclo de prensado típico, tras cargarse la prensa con uno o más paquetes que contienen los conjuntos de material laminado y las placas de prensa, conlleva cerrar la prensa para desarrollar una presión específica de aproximadamente 1.000 a 1.500 psig, calentar los paquetes a una velocidad predeterminada hasta aproximadamente 130-150ºC, mantenerlo a esa temperatura de curado durante un tiempo predeterminado, luego enfriar los paquetes hasta o casi la temperatura ambiente, y finalmente soltar la presión antes de descargar los paquetes sobre sus bandejas portadoras desde la prensa. Los expertos en la materia obtendrán un entendimiento detallado de las operaciones globales de prensado, y reconocerán que un control cuidadoso de la temperatura de curado del material laminado y su grado de curado son críticos en la consecución de las propiedades deseadas del material laminado (como lo son la selección apropiada de las formulaciones de resina y los papeles utilizados en el procedimiento).

Tras haberse completado la operación de prensado, y haberse descargado los paquetes de prensa de la prensa, se retiran secuencialmente las placas de prensa de la acumulación de paquetes de prensa para su reutilización, y se separan los dobletes de material laminado resultantes en láminas de material laminado individuales. En una operación independiente, entonces deben recortarse éstas hasta el tamaño deseado, y lijarse los lados posteriores de modo que se mejore la adhesión durante la unión posterior a un sustrato. Con un procedimiento de laminación continuo, las operaciones de recorte y lijado, y disposición en láminas si se desea, se realizan habitualmente en línea directamente tras la consolidación con calor y presión y el curado entre las dobles cintas rotativas. A la inversa, con una operación de prensado a baja presión convencional, habitualmente la retirada de un borde de papel "flash" de superficie sin tratar es la única etapa de acabado requerida.

Tal como se indicó anteriormente, un desarrollo relativamente reciente en las industrias de la construcción y el diseño ha sido la creciente aceptación extendida de utilizar los materiales laminados decorativos en aplicaciones de pavimento. Dichos productos para pavimento, que simulan baldosas de cerámica o piedra, o planchas de madera, se producen de la manera más común o bien adhiriendo un material laminado decorativo de alta presión convencional acabado en la superficie con un recubrimiento resistente al desgaste, tal como se describió en detalle anteriormente, a un sustrato de tablero de fibra de densidad media (MDF) o tablero de fibra de alta densidad (HDF) de primera calidad. Alternativamente, el material compuesto para pavimento se prensa directamente utilizando un procedimiento a baja presión de una sola etapa, de nuevo con un recubrimiento abrasivo que protege la lámina de superficie decorativa y utilizando MDF o HDF como sustrato. Se utilizan sustratos de tablero de fibra en lugar del tablero de partículas u otros sustratos más gruesos, más económicos debido a los exigentes requerimientos de mecanizado para los sistemas de junta de tratamiento de borde de ranura y lengüeta o de "cierre a presión" integrales de los productos de pavimento que se utilizan de la manera más común con estos productos. Sin embargo, incluso con los productos de pavimento chapados con HPDL más costosos, y utilizando las mejores calidades de sustrato HDF "resistente a la humedad" (en el que se produce el tablero a mayor contenido en resina con resinas más resistentes a la humedad), e incluso encolados con cera y otros "repelentes", persisten graves problemas y restricciones de aplicación con la generación actual de estos productos de pavimento utilizados más ampliamente cuando se exponen a un contacto repetido o prolongado con humedad o agua. Estas deficiencias se deben a sus características hidrófilas intrínsecas, de hecho higroscópicas, ya que tales productos se componen en su mayor parte de fibras celulósicas de madera. Estas deficiencias se ven agravadas por la orientación direccional, no isomórfica de estas fibras inherente a los procedimientos de fabricación de tableros de fibra y a la fabricación de papel.

De hecho, incluso las mejores calidades de HDF resistente a la humedad se expandirán un promedio de aproximadamente el 0,075% a lo largo de su dirección de la máquina ("MD") y dirección transversal a la máquina ("CD") por cada aumento del 1% en su contenido en humedad de equilibrio. El HDF en su estado original, tal como se produce mediante un molino y según lo utiliza un fabricante de pavimentos, presenta un contenido en humedad promedio de aproximadamente el 6%. Con un subpavimento que no contribuye a la humedad, tal como madera contrachapada de lauan, en las mejores condiciones de humedad relativa "HR" baja (HR de \sim10%) y temperatura ambiental alta, el contenido en humedad del sustrato de HDF para pavimento aumentará hasta aproximadamente el 7% (un aumento del +1%). En el otro extremo, con el mismo tipo de subpavimento y condiciones de alta humedad (HR de \sim90%) y temperatura ambiental baja, el contenido en humedad del sustrato de HDF aumentará hasta aproximadamente el 9% (un aumento del +3%). Normalmente, condiciones de temperatura y humedad más moderadas darán como resultado un aumento en el contenido en humedad del sustrato de HDF de pavimento hasta aproximadamente el 8% (aumento del +2%). Las consecuencias prácticas de este aumento en el contenido en humedad del sustrato de HDF de pavimento, y el aumento resultante en sus dimensiones globales, se resumen a continuación en la tabla l. Los valores de expansión mostrados a continuación son un promedio de los cambios de expansión tanto en la dirección MD como en la dirección CD.

TABLA I

1

Por otro lado, un material laminado decorativo de alta presión tradicional utilizado como chapado (es decir, el recubrimiento laminado, capas decorativas y de núcleo) perderá humedad en condiciones de baja humedad y se encogerá tanto en MD como en CD, y absorberá humedad en condiciones de alta humedad y crecerá tanto en sus dimensiones de MD como de CD. La especificación LD 3-3.11 de NEMA para cambio dimensional para lámina de calidad VGS (espesor nominal de 0,7112 mm (0,028 pulgadas) "norma de calidad vertical"), que normalmente se utilizaría para chapar HDF para aplicaciones de pavimento, es del 0,7% como máximo en la dirección de la máquina y del 1,2% como máximo en la dirección transversal a la máquina en cuanto al movimiento dimensional total de condiciones de baja humedad (humedad relativa inferior al 10% a 70ºC) a condiciones de alta humedad (humedad relativa del 90% a 40ºC). Suponiendo un equilibrio en condiciones ambientales de humedad relativa del 50% (a la mitad para el procedimiento de ensayo), el material laminado en condiciones de alta humedad puede crecer un 0,35% en la dirección de la máquina, y un 0,60% en la dirección transversal a la máquina, con las consecuencias ilustradas en la tabla II a continuación:

TABLA II

2

La resistencia a humedad relativamente escasa del material laminado decorativo de alta presión se relaciona principalmente con la capa de núcleo impregnada con resina de fenol-formaldehído ("fenólica"), en parte porque comprende la mayoría del volumen de material laminado y normalmente presenta una mayor razón de fibra celulosa con respecto a resina que los componentes de la superficie, y en parte debido a la naturaleza más hidrófila de los sistemas "modernos" de resina fenólica solvatada con agua. Simplemente al aumentar el contenido en resina fenólica en el núcleo lo suficiente para mejorar significativamente la resistencia a la humedad no es práctico ya que daría como resultado un flujo de resina aumentado y derrame durante el prensado, así como una posible exudación de resina hacia la superficie del material laminado. La conversión en una resina fenólica modificada a base de disolvente orgánico, más hidrófoba, está prohibida debido a consideraciones ambientales, y ambas alternativas se excluyen debido a su coste aumentado.

Por tanto, aunque el movimiento dimensional del conjunto total de pavimento estará gobernado predominantemente por la masa mucho más grande de sustrato de HDF, con condiciones de alta humedad, y en particular condiciones húmedas, el mayor movimiento del chapado de HPDL del pavimento podría torcerse de manera convexa y combar las baldosas o tablones de pavimento individuales, levantándolos del subpavimento.

Considerando las deficiencias reconocidas en los productos actuales para pavimento a base de HDF/material laminado decorativo de alta y baja presión utilizados de forma más corriente, funcionan razonablemente bien en entornos de "sala pequeña", baja humedad y agua (por lo general denominados "aplicaciones residenciales"), en los que los efectos de los cambios dimensionales compuestos de los segmentos de pavimento individuales en toda la instalación se pueden tolerar, si no controlar. Incluso con tales instalaciones, los fabricantes e instaladores de pavimentos normalmente recomiendan la inclusión de juntas de expansión (necesariamente elevadas) un mínimo de cada aproximadamente 6,096 m (20 pies) para evitar el combado del pavimento con cualquier captación de humedad, aunque tales juntas de expansión son estéticamente poco atractivas y físicamente intrusivas. Por consiguiente, por lo general no se recomiendan instalaciones en zonas húmedas, tales como baños.

La protección frente a la humedad del pavimento comúnmente se logra al recomendar la utilización de un contrapiso entre el subpavimento y el pavimento nuevo, que normalmente está compuesto de materiales de espuma intercalados entre películas poliméricas. Estas denominadas instalaciones de "pavimento flotante" sólo ayudan a controlar la velocidad, no la cantidad de equilibrio total, de captación de humedad debajo de los paneles de pavimento y crean las desventajas de restringir el drenaje de agua derramada desde arriba a través de las juntas (penetrando así en el sustrato de HDF periférico, lo que puede provocar un grave hinchamiento en esas zonas). Además, tales instalaciones confieren un sonido hueco, sensación de resorte a todo el pavimento al caminar sobre el mismo. No obstante, la ventaja importante de una instalación de pavimento flotante es que las inclusiones de espuma actúan como amortiguadores de choques y mejoran significativamente la resistencia al impacto del pavimento; el propio conjunto de material laminado decorativo presenta de manera inherente una resistencia al impacto muy escasa si se instala directamente en un subpavimento duro, rígido sin el contrapiso.

Las deficiencias en los materiales laminados decorativos existentes empeoran cuando tales pavimentos de HDF con chapado de material laminado decorativo convencionales se instalan sobre hormigón (lo que es típico para aplicaciones comerciales). La utilización de dichos materiales laminados decorativos existentes en aplicaciones comerciales se ha evitado enormemente debido a su sensibilidad a la humedad y al agua mencionada anteriormente. De hecho, un pavimento de hormigón recién vertido y fraguado normalmente generará aproximadamente 6,350 kg (14 libras) de agua por 52,9 m^{2} al día (1.000 pies cuadrados al día) (14 lbs/1000 pies cuadrados/día), y HDF en contacto con un pavimento de este tipo alcanzará un contenido en humedad de equilibrio de aproximadamente el 18%. Incluso un pavimento de hormigón antiguo, curado por completo sobre suelo "seco" seguirá transmitiendo agua a una velocidad promedio de aproximadamente 1,36 kg por 92,9 m^{2} al día (3 lbs/1000 pies cuadrados/día) y dará como resultado un contenido en humedad de HDF de aproximadamente el 14%. Por encima de aproximadamente un 12% de contenido en humedad en el HDF, la preocupación no sólo es el cambio dimensional, sino el hinchamiento y la degradación físicos reales del propio tablero de fibras, así como el daño por hongos y moho. Además, en zonas con un alto nivel freático, tal como el sur de Florida, en donde se construye una casa típica sobre losa de hormigón sin basamento, incluso el hormigón antiguo transmite humedad a una velocidad similar a la del hormigón nuevo, con los mismos efectos dañinos para el pavimento a base de HDF. Como tal, estas aplicaciones de pavimentos comerciales y residenciales de "zona húmeda" se han visto relegadas enormemente por baldosas de composición de vinilo y productos similares. Aunque presentan el requisito previo de resistencia a la humedad y estabilidad dimensional, por su propia naturaleza, son bastante suaves y dentados con facilidad por objetos pesados o impactados, y los diseños decorativos se restringen gravemente a abstraer patrones similares a piedra abstractos y similares.

La patente US nº 5.643.666 se refiere a superficies sólidas que se preparan a partir de copoliésteres laminados sobre una capa de imagen. La superficie sólida contiene una capa exterior de copoliéster de PETG transparente, película polimérica con una alta resolución impresa sobre la misma, y una capa de refuerzo. La imagen puede seleccionarse para proporcionar a la superficie sólida el aspecto de materiales de construcción naturales, tales como madera y piedra.

La patente US nº 5.425.986 se refiere a un procedimiento a alta presión para preparar una estructura de material laminado que se compone de un núcleo de tablero de fibrocemento, en el que se ha laminado en por lo menos una superficie del mismo, por lo menos una lámina u hoja de papel impregnada con resina intermedia y una lámina u hoja de papel impregnada con resina decorativa. El procedimiento comprende formar un conjunto que se compone de un núcleo de fibrocemento al que se le ha superpuesto sobre por lo menos una superficie del mismo por lo menos una lámina de papel impregnada con resina intermedia y una lámina de papel impregnada con resina decorativa. La estructura descrita es adecuada para una cubierta de superficie tal como una encimera o superficie de mesa, pavimento y similares que presentan una superficie superior dura, resistente a las manchas, lavable. La estructura de material laminado comprende un sustrato de núcleo que se compone de tablero de fibrocemento y una o más láminas o capas fibrosas impregnadas o saturadas con resina laminadas en por lo menos una pero preferentemente ambas superficies de dicho núcleo.

La publicación de patente europea nº EP 0 783 962 (A2) se refiere a una película de poliéster y una placa decorativa que utiliza la película de poliéster. Describe una película de poliéster para una placa decorativa, que está libre de contaminación ambiental con un quemado tal como incineración y que puede producir un patrón de dibujo que presenta un valor de diseño alto sobre el mismo, y que presenta una alta estabilidad dimensional. La placa decorativa está en forma de una lámina laminada en la que una capa de película y una capa impresa con dibujo se superponen, a su vez, sobre una superficie de un sustrato.

La publicación de patente europea nº EP 0 695 692 (A2) se refiere a un material compuesto de tres o más capas de película preparadas mediante (co)extrusión para su utilización en mobiliario o cartón.

La publicación de patente europea nº EP 0 561 086 (A1) se refiere a un tablero de material laminado decorativo que es útil como pavimento o como superficie de escritorio. El tablero de material laminado decorativo descrito comprende una capa de base compuesta por resina de cloruro de vinilo, una capa de adhesivo formada sobre la capa de base, y una capa impregnada con una resina seleccionada de entre el grupo constituido por resina de melamina y resina de ftalato de dialilo y formada sobre la capa de adhesivo.

La patente US nº 6.906.410 se refiere a una película de poliéster para una placa decorativa o lámina decorativa, que comprende una película de poliéster de base y una capa de revestimiento formada sobre por lo menos una superficie de dicha película de poliéster de base. En particular, se refiere a una película de poliéster para una placa decorativa laminada mediante una película transparente, que comprende una película de poliéster revestida que presenta propiedades específicas. La placa decorativa presenta una estructura laminada en la que por lo menos una capa de película y una capa impresa de dibujo se superponen, a su vez, sobre una superficie de un sustrato.

La patente US nº 4.816.314 describe un procedimiento para la producción de materiales laminados decorativos, que se emplean junto con un sustrato tal como tablero de partículas, para su utilización en encimeras, mobiliario y similares. La invención descrita se refiere a unos medios de desprendimiento mejorados para su utilización en la producción de materiales laminados decorativos mediante consolidación con presión. Los medios de desprendimiento comprenden una lámina de desprendimiento de autosustentación que presenta por lo menos una de sus superficies revestidas con una composición que se compone de partículas minerales distribuidas en una matriz resinosa. Los medios de desprendimiento pueden utilizarse para aplicar un revestimiento resistente a la abrasión a la superficie de un material laminado decorativo durante la producción del material laminado mediante consolidación con presión.

La patente US nº 6.093.473 ("Min") propone un conjunto para pavimento de chapado de HPDL, que utiliza un sustrato polimérico resistente a la humedad (en particular, PVC), esencialmente junto con un chapado de material laminado decorativo de alta presión convencional con el núcleo a base de papel kraft impregnado con resina fenólica típica, lo que sólo trata parte del problema planteado por conjuntos para pavimento de chapado de HPDL convencionales (es decir, sólo trata los problemas asociados con el sustrato de HDF).

Una resina de superficie de melamina-formaldehído ("melamina"), cuando está suficientemente curada, presenta resistencia a la humedad intrínsecamente buena, según lo muestra el rendimiento de tales artículos como vajillas de melamina moldeadas. De esta manera, se considera deseable retener una resina de melamina en la superficie de un producto para pavimento mejorado debido a su resistencia a la humedad, así como sus otras propiedades superiores tales como su color y transparencia, dureza, resistencia al calor y a la quemadura de cigarrillo, estabilidad a la luz y resistencia a la decoloración, facilidad de limpieza y compatibilidad óptica con inclusiones de alúmina requeridas para una resistencia al desgaste y la abrasión mejorada. Sin embargo, simplemente al utilizar una resina de melamina, con su resistencia a la humedad superior, en el núcleo del material laminado, así como en la superficie, se impide ya que son más compatibles con materiales celulósicos, no poliméricos (que de manera inherente degradan la resistencia a la humedad), y las resinas de melamina son intrínsecamente quebradizas, de modo que la grieta de tensión y la resistencia al impacto del material laminado resultante se verían afectados más de forma perjudicial, así como su capacidad de mecanizado.

Además, aunque la utilización de una tela o estera de fibra polimérica, de vidrio o carbono tejida o no tejida impregnada con resina "de laminación" de poliéster insaturado y reticulable, tal como se conoce en la técnica, podría mejorar posiblemente la resistencia a la humedad y la flexibilidad del núcleo del material laminado, este tipo de núcleo presentaría varias desventajas. Dichos inconvenientes supondrían un coste relativamente alto, procesabilidad difícil con equipo convencional de tratamiento de carga de HPDL, graves problemas ambientales, el núcleo seguiría estando compuesto por una barrera a la humedad discontinua, y dichos poliésteres serían incompatibles con la resina de superficie de melamina requerida deseada, curándose por radicales libres en vez de polimerización por condensación. Aunque este último problema técnicamente podría evitarse con la utilización de un agente conector o "lámina de unión" según se enseña en la patente US nº 6.159.331 ("Chou"), que presenta tanto funcionalidad de curado de resina de melamina como de poliéster insaturado, tales materiales son difíciles de sintetizar y son costosos, y como tales, es mejor evitarlos si es posible.

Por consiguiente, sigue existiendo la necesidad de un conjunto de material laminado decorativo resistente a la humedad y dimensionalmente estable, y en particular, un chapado de material laminado decorativo que pueda utilizarse cuando hay una exposición repetida o prolongada a humedad o agua.

Además, chapados delgados de material laminado decorativo convencionales, con un núcleo de papel kraft impregnado con resina fenólica, por su naturaleza son bastante quebradizos y se fracturan con facilidad. En el conjunto para pavimentos de Min, en el que se une un material laminado de este tipo a un material de PVC (que es relativamente blando y se deforma con facilidad), la resistencia al impacto es muy escasa. De hecho, un ensayo de impacto con bola del producto producido según Min da como resultado el dentado instantáneo del sustrato y agrietado circunferencial simultáneo del chapado de material laminado. Por tanto, también se necesita un chapado de material laminado decorativo más resistente al impacto y más tenaz.

Además, con los conjuntos de material laminado decorativo tradicionales, era necesario adherir el chapado laminado al sustrato mediante la utilización de un adhesivo. Sin embargo, tal adhesivo añade costes y complejidad de fabricación del conjunto de material laminado decorativo, requiriendo normalmente una etapa de procesamiento independiente.

Por consiguiente, teniendo en cuenta lo expuesto anteriormente, existe la necesidad de proporcionar un conjunto para pavimento de material laminado decorativo con resistencia a la humedad y estabilidad dimensional mejoradas, así como tenacidad, resistencia al impacto y durabilidad mejoradas, que ofrezca una amplia variedad de elección de diseño al arquitecto y al consumidor, y que reduzca el coste y la complejidad del conjunto. Hasta ahora no se ha proporcionado un material laminado decorativo de este tipo.

Sumario de la invención

Las necesidades mencionadas anteriormente se cumplen mediante un conjunto de material laminado decorativo que presenta un conjunto de capa superior de material laminado decorativo. Este conjunto de capa superior incluye, en relación de superposición descendente, una capa decorativa y una capa de núcleo que incluye PETG. Preferentemente, el conjunto de capa superior también incluye una capa de recubrimiento resistente al desgaste encima de la capa decorativa, y el PETG de la capa de núcleo está en la forma de lámina. Los conjuntos de material laminado decorativo de la presente invención pueden formarse uniendo la capa decorativa y la capa de núcleo de PETG directamente al sustrato resistente al agua sin la utilización de un adhesivo, en una única operación. Sorprendentemente, se ha descubierto que el PETG no sólo se une notablemente bien a la capa decorativa tratada con resina de melamina, sino que simultáneamente se une extremadamente bien a un sustrato de tablero de fibrocemento o tablero de material compuesto de PVC cargado. Como tal, puede emplearse ventajosamente una operación de prensado de una sola etapa, y pueden evitarse los costes de material, mano de obra y equipo para la aplicación de adhesivo al sustrato (y/o la capa superior), y la posterior operación de unión. Los conjuntos de material laminado decorativo de la presente invención pueden utilizarse para una variedad de fines, incluyendo aplicaciones de pavimento. Cuando se utiliza la presente invención para aplicaciones de pavimento, se prefiere que la capa de recubrimiento presente cualidades de resistencia al desgaste mejoradas y que el sustrato resistente al agua comprenda PVC o tablero de fibrocemento.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista parcial en alzado, explosionada, en sección transversal de los componentes de un material laminado decorativo de alta presión convencional.

La figura 2 es una vista parcial en alzado, explosionada, en sección transversal de los componentes del material laminado decorativo de alta presión según la presente invención.

La figura 2A es una vista parcial en alzado, explosionada, en sección transversal de otra forma de realización del material laminado decorativo de alta presión según la presente invención.

La figura 3 es una vista parcial en alzado, en sección transversal del conjunto para pavimento de material laminado decorativo según la presente invención.

La figura 3A es una vista parcial en alzado, en sección transversal del conjunto para pavimento de material laminado decorativo según la presente invención, con la utilización de una capa de adhesivo.

La figura 4 es una vista parcial en alzado, en sección transversal de otra forma de realización del material laminado decorativo según la presente invención, que muestra un sustrato de dos capas.

Descripción detallada de la invención

Aunque la presente invención puede comprender formas de realización en diversas formas, en los siguientes dibujos se muestra, y a continuación se describirá, una forma de realización preferida actualmente, en el entendimiento de que la presente descripción ha de considerarse como un ejemplo de la invención, y no pretende limitar la invención a la forma de realización específica ilustrada.

La figura 1 muestra un material 10 laminado decorativo de alta presión convencional que presenta, en relación de superposición descendente, una lámina de recubrimiento cargada con material abrasivo 12 impregnada con resina de melamina, una lámina de impresión decorativa 14 impregnada con resina de melamina (o alternativamente, sin tratar), y una o más capas de láminas de núcleo de papel kraft de calidad de saturación 16 impregnadas con resina fenólica unidos y consolidados en un artículo 10 de material laminado decorativo unitario mediante el procedimiento de prensado a alta presión descrito anteriormente.

Haciendo referencia a la figura 2, se muestra la composición de la parte 20 de material laminado decorativo de una forma de realización preferida de la presente invención, que incluye, en relación de superposición descendente, una lámina de recubrimiento cargada con material abrasivo 22 impregnada con resina de melamina, una lámina de impresión decorativa 24 impregnada con resina de melamina y una capa de núcleo 26 que comprende por lo menos una lámina de poli(tereftalato de etilenglicol) ("PETG"). Se entenderá que la capa de núcleo 26 también puede comprender una pluralidad de láminas de PETG, que se componen todas de la misma calidad o una variedad de calidades. Además, aunque se prefieren láminas de PETG, podría utilizarse PETG en otras formas (es decir, en una forma fibrosa) con la presente invención.

PETG es una clase nueva de materiales poliméricos termoplásticos que ha desarrollado recientemente Eastman Chemical Company, que pueden extruirse como película o láminas continuas. La patente US nº 5.643.666, de Eckart, et al. describe la composición química de los copoliésteres de PETG como poliésteres de poli(tereftalato de etileno) modificados con unidades de repetición de ciclohexanodimetanol, siendo el ciclohexanodimetanol cualquiera de los isómero 1,3- ó 1,4-, cis- o trans- (o mezclas de los mismos). Los monómeros de ácido dicarboxílico principales son ácido tereftálico o tereftalato de dimetilo, aunque también pueden incluirse cantidades menores de otros ácidos dicarboxílicos (o sus ésteres) y dioles en la formulación. Según la terminología de Eastman Chemical Company, cuando la proporción molar del componente de etilenglicol es mayor que la del componente de ciclohexanodimetanol, el polímero resultante se denomina como PETG. A la inversa, con ciclohexanodimetanol en exceso, es decir, su proporción molar supera la del etilenglicol, los productos de reacción poliméricos (junto con ácido tereftálico o su éster dimetílico) se denominan PCTG (poli(tereftalato de ciclohexanodimetil-glicol)). En esencia, los polímeros de PCTG son meramente formas ricas en ciclohexanodimetanol de PETG. Ciertos copoliésteres de PCTG, tal como PCTG 5445 de Eastman Chemical, también son útiles en la práctica de la presente invención, o bien solos o bien en combinación con láminas de PETG u otros materiales, y por simplicidad, se incluyen en la definición más amplia de PETG empleada en la presente memoria. Por consiguiente, se entenderá que el término "PETG" tal como se utiliza en la presente memoria y en las reivindicaciones incluye PETG y derivados del mismo, incluyendo PCTG. Además, tal como apreciarán los expertos en la materia, también puede utilizarse cualquier otro material similar a PETG como la capa de núcleo 26. Por ejemplo, otros modificadores de poliéster diol de PET (es decir, distintos a ciclohexanodimetanol) podrían crear posiblemente una nueva clase de copoliésteres de PETG con propiedades similares al PETG actual, que también pueden ser útiles en la práctica de la presente invención. A continuación, se tratan otros materiales que podrían utilizarse para la capa de núcleo.

Las láminas de copoliéster de PETG de Eckart, et al. son similares al vidrio en transparencia y adecuadas para su utilización en aplicaciones de acristalamiento decorativas. A temperatura ambiente, las láminas de PETG son extremadamente tenaces y elásticas, similares a materiales de policarbonato, mientras que bajo presión a temperaturas elevadas en el orden de las utilizadas para la fabricación de HPDL convencional, se ablandan, funden y fluyen. No se ha establecido el intervalo completo de proporciones molares de monómero de ciclohexanodimetanol "glicol" y etilenglicol utilizadas para la polimerización, junto con el ácido tereftálico o tereftalato de dimetilo, de diversos polímeros de PETG (o PCTG) que serían útiles en la práctica de la presente invención. A medida que aumenta la proporción molar de cualquier monómero de glicol, es decir, la mezcla se vuelve cada vez más rica en etilenglicol, o en el otro sentido, cada vez más rica en ciclohexanodimetanol, las temperaturas de reblandecimiento y las temperaturas de fusión de los polímeros de PETG (o PCTG) resultantes tienden a aumentar en ambos sentidos. En un extremo terminal del intervalo, está el poli(tereftalato de etileno) convencional ("PET", utilizado comúnmente en botellas de plástico), el producto de la reacción de polimerización en estado fundido de ácido tereftálico o tereftalato de dimetilo y sólo etilenglicol como el monómero de glicol, es decir sin funcionalidad de ciclohexanodimetanol presente en el polímero, que presenta una temperatura de fusión comprendida entre aproximadamente 250 y 260ºC. En el otro extremo terminal del intervalo está el poli(tereftalato de ciclohexanodimetilo) (denominado "PCT"), el producto de la reacción de polimerización en estado fundido de ácido tereftálico (o su éster dimetílico) y sólo ciclohexanodimetanol como el monómero de glicol, es decir sin funcionalidad de etilenglicol presente en el polímero, que presenta una temperatura de fusión incluso superior a aproximadamente 280-290ºC. Ambos polímeros de "glicol puro", es decir PET y PCT, son más cristalinos que los polímeros de PETG (y PCTG) de glicol mixto intermedios, que son de naturaleza amorfa. Sin embargo, el tratamiento térmico tras la polimerización del primer tipo, por ejemplo, enfriamiento brusco o nueva fusión en presencia de un agente de nucleación organometálico, podría aumentar su naturaleza amorfa y reducir sus temperaturas de fusión lo suficiente para hacer que sean útiles también en la práctica de la presente invención. Aunque PETG (y por inferencia, las versiones de PTCG del mismo) está disponible en varias calidades y espesores que pueden utilizarse para la presente invención, se prefiere utilizar Eastar PETG Copolyester 6763, que está disponible de Eastman Chemical Company.

Tal como se contempló originalmente, los problemas previstos con PETG fueron si PETG, que es un poliéster saturado lineal, se uniría por sí mismo a los materiales de superficie impregnados de resina de melamina (es decir, papeles de color sólido o impresión decorativos y recubrimiento tratados con resina de melamina), o se comportaría más como una lámina separadora de BOPP (que no se pega a resinas de melamina ni fenólicas). Además, en el último caso, se cuestionó si un agente conector o lámina de unión del tipo dado a conocer por Chou (patente US nº 6.159.331), con por lo menos cierto "carácter" de poliéster, aunque insaturado, podría ser útil para facilitar la unión entre los dos polímeros disimilares.

Sin embargo, de manera sorprendente después de prensar la película de PETG junto con papeles de color sólido o impresión decorativos y recubrimiento tratados con resina de melamina de HPDL convencionales, la película de PETG presentaba una fuerza de unión extremadamente buena tal como mostraba al pasar (después de la unión a un sustrato adecuado) tanto un ensayo de empapado con agua a 50ºC durante 7 días como el ensayo de resistencia a la quemadura de cigarrillo real, sin que fuese evidente formación de ampollas ni otra deslaminación de la capa de superficie decorativa/núcleo de PETG. También se descubrió que la película de PETG también se uniría notablemente bien a una lámina de impresión decorativa sin tratar, "en bruto" (bajo un recubrimiento rico en resina) con resultados similares a los de la lámina de impresión tratada con resina de melamina. Sin embargo, para la mejor resistencia a la humedad, se prefiere utilizar una lámina de impresión tratada, en la práctica de la presente invención.

El conjunto de material laminado decorativo y el procedimiento para su fabricación tal como se contemplaba originariamente implicaba unir un material laminado decorativo de alta presión de núcleo de PETG, acabado en la superficie con resina de melamina así formado con un adhesivo adecuado a un sustrato adecuado tal como tablero de material compuesto de PVC cargado (o alternativamente tablero de fibrocemento). De forma sorprendente, sin embargo, se descubrió después que los componentes de superficie impregnados con resina de melamina, la lámina de núcleo de PETG y un tablero de material compuesto de "vinilo" de PVC, sin una capa de adhesivo diferenciada entre estos dos últimos materiales, podrían presionarse juntos en condiciones controladas para formar una masa de conjunto de material laminado decorativo unitario, con excelente unión tanto de la superficie de melamina como del sustrato de PVC al núcleo de PETG como muestra el que pase un ensayo de empapado con agua a 50ºC durante 7 días sin que sea evidente la formación de ampollas ni otra forma de deslaminación en ninguna superficie de contacto de PETG. Este segundo descubrimiento sorprendente (siendo el primero que PETG se une a la superficie de resina de melamina) de que PETG se unirá directamente a un tablero de material compuesto de PVC (y también un tablero de fibrocemento) también simplifica significativamente el procedimiento para la producción de los conjuntos de material laminado decorativo deseados, y permite un procedimiento de una sola etapa, que utiliza preferentemente una prensa de laminación de lecho plano, multiabertura para hacerlo.

Se entenderá que además de que la capa de núcleo 26 se componga únicamente por una sola capa o capas múltiples de PETG, la capa de núcleo 26 puede comprender además una capa 27 de tela o estera de fibra polimérica, de vidrio o de carbono, tejida o no tejida (u otro material) intercalada entre dos o más láminas de PETG, tal como se muestra en la figura 2A. En una configuración de este tipo, la capa de tela o estera de fibra polimérica, de vidrio o de carbono, tejida o no tejida se "sellaría" sustancialmente mediante las capas de PETG, haciendo de este modo que la capa sellada sea resistente al agua. Esta estructura intercalada conferiría características estructurales adicionales a la capa de núcleo 26.

Debe entenderse además que otros materiales poliméricos, particularmente películas poliméricas (para su facilidad de procesamiento), podrían utilizarse como capa de núcleo 26 para térmicamente fundir y unir los componentes de superficie impregnados con resina de melamina al sustrato de elección. Un material de este tipo es un terpolímero acrílico patentado con nombre comercial película acrílica "Korad" (0,002 pulgadas de espesor, código 39030) fabricado por Polymer Extruded Products, Inc., que se compone de poli(metacrilato de metilo) y otros dos acrilatos no identificados. La fuerza de unión entre la capa decorativa tratada con resina de melamina y el sustrato de vinilo de PVC cargado, tal como se evalúa mediante un ensayo de empapado con agua a 50ºC durante 7 días, fue muy buena. La falta de espesor con tal material puede compensarse con un espesor adicional del sustrato para mantener el espesor global deseado del conjunto de material laminado decorativo. Sin embargo, aunque la unión es aceptable con la utilización de un material de este tipo, se pierden las ventajas de una capa intermedia de núcleo de tipo PETG relativamente gruesa y tenaz, particularmente en lo que respecta a una resistencia al impacto mejorada. Como tal, el PETG es el material de núcleo preferido, aunque pueden emplearse otros polímeros termoplásticos y termoendurecibles dentro del alcance de la presente invención.

Con respecto a la capa de recubrimiento 22, aunque se prefiere que la capa de recubrimiento 22 sea resistente al agua, debe observarse que la capa de recubrimiento puede comprender una lámina de recubrimiento simple sin propiedades resistentes al agua mejoradas. Además, tal como se describió anteriormente, es posible que las partículas abrasivas puedan revestirse o dispersarse en la capa decorativa 24. En dicha configuración, la capa de recubrimiento no sería necesaria para la práctica de la presente invención.

La figura 3 también muestra el conjunto de material laminado decorativo de la presente invención, por lo general designado como 30, en el que, en relación de superposición descendente, la capa de recubrimiento 22, la capa decorativa 24 y la capa de núcleo 26 de la presente invención están unidas directamente a un sustrato 34 resistente a la humedad adecuado. La expresión "unidas directamente" tal como se utiliza en la presente memoria significa sin la utilización de una capa de adhesivo adicional. Sin embargo, la ausencia de la expresión unidas directamente no debe interpretarse que significa que esté necesariamente presente una capa de adhesivo. Las capas se unen preferentemente entre sí y se consolidan en un conjunto 30 de material laminado decorativo unitario mediante un procedimiento de prensado modificado en una prensa de lecho plano multiabertura convencional en una sola etapa de procedimiento, en el que se emplean ventajosamente una temperatura y presión menores que las que se utilizan normalmente para fabricar un material laminado decorativo de alta presión convencional, para controlar la fusión y el flujo de la capa de PETG, así como la deformación o la fusión del sustrato de PVC cargado, tal como se describirá en detalle en los ejemplos expuestos a continuación. Sin embargo, debe observarse que los expertos en la materia apreciarán que los artículos de la presente invención también podrían producirse utilizando procedimientos para material laminado continuo o material laminado decorativo de baja presión, de una sola abertura. Además, se entenderá que puede utilizarse cualquier acabado de superficie de material laminado junto con la presente invención. Sin embargo, a temperaturas de curado por prensado, con una lámina de PETG blanda, plegable directamente bajo la superficie del material laminado decorativo, y un tablero de material compuesto de PVC compresible bajo la misma, una construcción de paquete de prensado y material laminado de este tipo es adecuada de manera ideal para la texturización con gofrado relativamente profundo y, particularmente, el gofrado alineado, por ejemplo, un conjunto de material laminado decorativo con diseño de baldosas gofradas alineadas, con superficies de baldosa rugosas y líneas de lechada hundidas adyacentes a las mismas, que pueden utilizarse ventajosamente para aplicaciones de pavimentos. En un procedimiento de este tipo, los propios materiales compresibles actúan como amortiguación interna para minimizar zonas de alta presión localizadas y evitar la transferencia de defectos y el "ensombrecimiento" en materiales laminados adyacentes en el paquete. El grado o la profundidad del gofrado está restringido principalmente por el límite de alargamiento o deformación de los papeles de superficie impregnados con resina de melamina; por tanto, además de una resistencia al impacto mejorada, la capacidad de formación es otro motivo por el que se prefiere utilizar una resina de superficie de melamina altamente plastificada.

Preferentemente, el sustrato 34 resistente a la humedad es una lámina de PVC cargada o tablero de fibrocemento. Sin embargo, tal como apreciará un experto en la materia, puede utilizarse cualquier material de sustrato resistente a la humedad para el sustrato 34 en la práctica de la presente invención. Debe apreciarse que la expresión "sustrato resistente a la humedad" tal como se utiliza esa expresión en la presente memoria implica que el material será dimensionalmente estable, y no crece ni se hincha significativamente con cualquier exposición prolongada o repetida a, y absorción de, humedad o agua. No implica que el material de sustrato sea necesariamente impermeable e impenetrable al agua. Además, aunque se prefiere un sustrato resistente a la humedad para la práctica de la presente invención, es posible que puedan utilizarse otros sustratos, tales como HDF, MDF, tablero de partículas, etc., pero con la advertencia de que un conjunto de este tipo no sería adecuado para condiciones mojadas o húmedas debido a los problemas mencionados anteriormente con tales otros sustratos.

Más preferentemente, el sustrato 34 será adecuado para el mecanizado con herramientas convencionales (es decir, sierras, fresadoras, espigadoras y similares), y ser relativamente económico. Por ejemplo, las láminas o tableros que se componen de diversos materiales compuestos de base inorgánica, poliméricos vírgenes o reciclados, pueden emplearse todos para obtener los resultados deseados.

Sin embargo, tal como se mencionó anteriormente, dos materiales de sustrato en particular se consideran útiles y preferidos para la presente invención debido a sus propiedades mecánicas respectivas. Concretamente, estos dos materiales son un material compuesto de poli(cloruro de vinilo) (PVC) cargado y un tablero de cemento reforzado con fibras inorgánicas (IRCB), denominado comúnmente en la industria como tablero de fibrocemento.

El tablero de material compuesto de PVC normalmente está altamente cargado con materiales inorgánicos tales como talco en polvo fino (silicato de magnesio) y/o carbonato de calcio. Es relativamente blando, y presenta buenas características mecánicas y de insonorización al caminar sobre el mismo. Como tal, es un sustrato ideal para su utilización en la práctica de la presente invención para aplicaciones residenciales húmedas, tales como sótanos y baños, y para pavimentos comerciales de carga ligera y media en oficinas y similares. Un material compuesto de sustrato similar que también se ha encontrado que es útil en la práctica de la presente invención es una lámina de PVC cargada, que se compone en parte de virutas de PVC recicladas y/o vírgenes fusionadas incrustadas en un sustrato de material compuesto de PVC cargado, al que el fabricante ha aplicado un revestimiento de resina de poliuretano para sellar la superficie (que posteriormente se une al núcleo de PETG en la práctica de la presente invención), y con una capa de refuerzo de "fieltro" a base de papel, que tiende a mejorar la unión a un adhesivo para pavimento adecuado para su utilización con subpavimentos de madera u hormigón.

Aunque la figura 3 representa el sustrato 34 resistente a la humedad de la presente invención como una única lámina homogénea, particularmente para un sustrato de vinilo de PVC cargado, podrían utilizarse ventajosamente dos o más capas 38, 40 más delgadas para mejorar ciertas propiedades del conjunto de material laminado decorativo, tal como se muestra en la figura 4. Por ejemplo, podría situarse una lámina de vinilo 38 más dura, menos plastificada y más altamente cargada, adyacente al núcleo de PETG para reducir la compresibilidad de la superficie del conjunto de material laminado decorativo y mejorar adicionalmente su resistencia al impacto, y a la inversa, podría utilizarse una lámina de vinilo 40 más compresible, más blanda, más altamente plastificada y menos cargada en el lado posterior del conjunto de material laminado decorativo para mejorar su adaptación a las irregularidades en la superficie de subpavimento (particularmente, hormigón) a la que se une. Se ha encontrado que múltiples capas de material de lámina de vinilo de PVC cargada pueden fundirse y unirse entre sí en condiciones de prensado similares a las detalladas en el ejemplo 2 a continuación. También puede utilizarse un material de unión polimérico separado, tal como la película acrílica Korad descrita anteriormente, para efectuar la unión entre sí de dos o más capas de láminas de vinilo de PVC cargadas similares o disimilares.

A la inversa que un material compuesto de PVC, el tablero de fibrocemento es muy duro y no se puede comprimir y, como tal, es muy adecuado para su utilización como el sustrato en la práctica de la presente invención para aplicaciones de pavimentos comerciales de carga pesada (es decir, donde se colocan objetos pesados estacionarios sobre un pavimento (y que sólo se mueven periódicamente) o rodados sobre un pavimento, o donde la deformación permanente podría ser problemática, tales como grandes almacenes con pedestales de mostrador pesados y vestíbulos de hoteles). El tablero de fibrocemento ha reemplazado ahora al tablero de amianto-cemento (CAB) en la industria debido a preocupaciones de que pueda ser carcinógena la utilización de este último, y está compuesto de fibras minerales con cemento Portland como aglutinante, producido en diversas calidades con o sin pequeñas cantidades de poli(acetato de vinilo)/poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado, o un látex acrílico, como modificadores para mejorar su fuerza de unión interna.

Antes de la llegada de pavimentos de material laminado decorativo, los materiales laminados decorativos de alta presión retardadores del fuego, con un núcleo de papel kraft impregnado con resina fenólica convencional por lo demás (normalmente HGF y VGF de calidades retardadora del fuego de NEMA) históricamente se han unido a tablero de amianto-cemento, y después a tablero de fibrocemento. Dicha unión se realizó normalmente con adhesivos a base de resina fenólica/resorcinol de dos partes de lndspec (antes Koppers) Penacolite G1149A/G1131B o G1124A/G1124B, para producir conjuntos de panel resistentes al fuego que cumplen con las normas Coast Guard de los Estados Unidos, y Clase I o Clase A (ensayos de túnel ASTM E-84 o UL723, respectivamente). Este producto fue particularmente útil para aplicaciones de mampara y otras rigurosas de la marina. De forma sorprendente, se ha descubierto que la parte de material laminado decorativo de la presente invención, que comprende la superficie impregnada con resina de melamina y el núcleo de PETG no se quema con facilidad, y genera poco humo, sugiriendo que cuando se une directamente a tablero de fibrocemento, los conjuntos para pavimento de material laminado decorativo de la presente invención pueden ser particularmente útiles en aplicaciones en donde hay códigos para incendios muy estrictos en vigor (es decir, pasillos en edificios de apartamentos en ciudades principales). Tales conjuntos también pueden utilizarse para paneles de paredes y techos.

Debe observarse que aunque la forma de realización preferida de la invención une directamente la superficie de papel/resina de melamina y el núcleo de PETG al sustrato mediante la utilización de la capa de PETG, no obstante, está dentro del alcance de la presente invención que puede utilizarse una capa de adhesivo para unir el papel de superficie/resina de melamina y el núcleo de PETG al sustrato, tal como se muestra en la figura 3A. Con respecto a la capa de adhesivo 36 utilizada para unir el núcleo de PETG al sustrato, puede utilizarse cualquier sistema de adhesivo que sea resistente a la humedad y al agua y que presente una afinidad por PETG (así como el material de sustrato). Pero, se prefiere que una capa de adhesivo 36 de este tipo también forme una película continua cuando se aplique y sea rígida cuando se fragüe y se cure.

Muchos de dichos sistemas de adhesivo cumplen con estas propiedades. Tal como se mencionó anteriormente, el adhesivo Penacolite a base de resina fenólica/resorcinol es útil, en particular junto con tablero de fibrocemento para aplicaciones comerciales de trabajo pesado y resistentes al fuego. Otro sistema de adhesivo que se ha utilizado ventajosamente para unir el material laminado decorativo de núcleo de PETG de la presente invención tanto a sustratos de PVC cargados como de tablero de fibrocemento es Daubond DC-8855A/DC-8855B de Daubert Chemical Company, una resina epoxídica de dos partes, que presenta la ventaja de poder utilizarse en una operación de prensado en frío. Este adhesivo muestra resistencia al agua y fuerza de unión extremadamente buenas, aún cuando la parte posterior de PETG del material laminado decorativo no está lijada (lo que se prefiere en la presente invención cuando se utiliza un adhesivo), con la condición de que se utilice BOPP como la lámina separadora durante el prensado, de modo que no ocurra contaminación del agente de desprendimiento de la parte posterior de PETG, lo que interferiría con la unión. A la inversa, ejemplos de adhesivos y "pegamentos" que no se recomiendan incluyen adhesivos de "contacto" a base de neopreno, elastoméricos, emulsiones de poli(acetato de vinilo) (PVAc), poli(alcohol vinílico) (PVA), urea-formaldehído (UF), pegamentos de caseína u otros de base animal, debido a su resistencia a la humedad, resistencia mecánica o propiedades fungiestáticas escasas.

Se describirán en detalle formas de realización preferidas de la presente invención en los siguientes ejemplos, en los que debe apreciarse que el alcance de la presente invención no se limita de ninguna forma por la descripción de las formas de realización preferidas expuestas en la presente memoria. Los siguientes ejemplos específicos se proporcionan para ilustrar aspectos adicionales y ventajas únicas de la presente invención, y se pondrán de manifiesto otras características y formas de realización para los expertos en la materia. Los ejemplos se exponen únicamente a título ilustrativo, y no deben interpretarse como limitaciones del alcance de la presente invención.

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Ejemplo 1 Unión con adhesivo

Se preparó una resina de melamina-formaldehído mediante procedimientos normales con los que están familiarizados los expertos en la materia, con una razón molar de formaldehído/melamina de 1,4/1, y se hizo reaccionar conjuntamente con un 7% de diciandiamida basado en sólidos de melamina y formaldehído, en una disolución acuosa al 50% a 92ºC. A continuación, se preparó la siguiente combinación de resina con esta resina de melamina plastificada, siendo todas las partes, partes en peso:

69,0 partes de resina de melamina

4,6 partes de polietilenglicol de PM 600 (Union Carbide Carbowax 600)

5,7 partes de resina de melamina parcialmente metilada Cymel 385 (CyTec Industries)

20,5 partes de agua

0,1 partes de agente de desprendimiento MoldWiz INT-1E-11S (Axel Plastics)

0,1 partes de disolución de catalizador de ácido p-toluensulfónico Cycat 4040 (CyTec Industries)

100,0 partes en total.

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Los expertos en la materia apreciarán que se pueden utilizar otros compuestos aldehídicos y de amino polifuncionales para preparar la resina de base, y otros polímeros termoendurecibles, tales como poliésteres o componentes acrílicos, pueden ser útiles como la resina de superficie para ciertas aplicaciones. Sin embargo, para la práctica de la presente invención, se prefiere la utilización de una resina de melamina-formaldehído.

El recubrimiento cargado de material abrasivo, transparente de Mead Corporation (código 85062), con un peso de aproximadamente 55,34 g/m^{2} (34 libras por resma), se trató con la combinación de resina anterior a un contenido en resina de aproximadamente el 64-66%, y un contenido en componentes volátiles de aproximadamente el 6-8%. El recubrimiento abrasivo se dimensiona con suficientes partículas de alúmina de diámetro suficiente para dar como resultado una velocidad de abrasión Taber de 12.000 ciclos (procedimiento de ensayo de resistencia a la humedad de NEMA LD 3-3.13 1995). El contenido en resina se define como la diferencia entre el peso tratado del papel y el peso en bruto inicial del papel, dividido entre el peso tratado del papel y expresado como un porcentaje, y el contenido en componentes volátiles se define como la diferencia entre el peso tratado del papel y el peso tratado en seco esencial del papel, dividido entre el peso tratado del papel y expresado como un porcentaje.

De manera similar, un papel decorativo impreso con un peso básico de aproximadamente 105,79 g/m^{2} (65 libras por resma), se trató a un contenido en resina de aproximadamente el 39-41% y un contenido en componentes volátiles de aproximadamente el 6-8% con la misma combinación de resina. El papel impreso presentaba sobre su superficie superior un diseño impreso por rotograbado que simula baldosas de cerámica de múltiples colores rodeadas por líneas de lechada cementosa en un patrón de ajedrez, siendo dichas baldosas de aproximadamente 263,525 mm^{2} (11-5/8 pulgadas cuadradas) con líneas de lechada de aproximadamente 9,525 mm (3/8 de pulgada) de ancho en la dirección longitudinal de la banda, líneas de lechada de aproximadamente 1 pulgada de ancho en la dirección transversal de la banda, y líneas de lechada de aproximadamente 12,7 mm (1/2 pulgada) de ancho a lo largo de ambos bordes de la banda de aproximadamente 1,2152 m (4 pies) de ancho nominal (la banda transversal más amplia y líneas de lechada de borde necesarias para adaptarse a posteriores pérdidas de corte con anchura de sierra y recorte secundario).

Después se ensambló un paquete de prensa sobre una bandeja portadora con los siguientes materiales en relación de superposición ascendente: 6 capas de "amortiguador" de papel kraft sin tratar, una placa fenólica de doble cara con una textura rugosa aleatoria, 1 capa de película de BOPP, 1 capa de papel texturizante/de desprendimiento LC-53 de lvex Corporation (lado revestido hacia arriba), 1 capa de recubrimiento tratada, 1 capa de impresión tratada (lado impreso hacia abajo), 1 lámina de PETG de 0,508 mm (0,020 pulgadas) de espesor (con su película protectora retirada del lado inferior y retenida sobre el lado superior), 1 capa de película de BOPP, 1 lámina de PETG de 0,508 mm (0,020 pulgadas) de espesor (con su película protectora retirada del lado superior y retenida en el lado inferior), 1 capa de impresión tratada (lado impreso hacia arriba), 1 capa de recubrimiento tratada, 1 capa de papel texturizante/de desprendimiento LC-53 (lado revestido hacia abajo), 1 capa de película de BOPP y luego otra placa texturizada fenólica, completando así la acumulación de un doblete de materiales laminados. La acumulación continuó en la misma secuencia hasta que el paquete de prensa completado, con 6 capas de amortiguador de papel kraft sin tratar sobre la parte superior, contenía un total de 4 placas texturizadas fenólicas con 3 dobletes (pares) de materiales laminados intercalados entre los mismos. La calidad de lámina de PETG utilizada fue Eastar PETG Copolyester 6763 de Eastman Chemical Company.

El paquete de prensa así ensamblado se cargó en una prensa de lecho plano de alta presión, que luego se cerró y se presurizó hasta una presión específica de aproximadamente 1.100 psig. El paquete de prensa, así configurado, se calentó entonces hasta una temperatura comprendida entre 125ºC y 127ºC en aproximadamente 20 minutos, y se mantuvo a esa temperatura durante un periodo comprendido entre 25 y 30 minutos antes de enfriarse con rapidez hasta casi temperatura ambiente en aproximadamente 20 minutos, después de lo cual se liberó presión de la prensa, se abrió la prensa y se retiró el paquete de prensa. Aunque, tal como reconocerán los expertos en la materia, pueden utilizarse otros tipos de equipo de generación más nuevos para producir materiales laminados decorativos de alta presión (y baja presión), por ejemplo una prensa de doble cinta continua, una prensa de lecho plano de "ciclo corto" con abertura individual o restringida, o una prensa de lecho plano de "descarga en caliente" isotérmica, una prensa multiabertura convencional sigue siendo el tipo más utilizado en la técnica, y el más adecuado para la práctica de la presente invención.

Debe enfatizarse que la temperatura superior del paquete de prensa con la calidad de PETG utilizada y a la presión de prensa preferida mencionada, es crítica en cuanto a que por debajo de aproximadamente 125ºC el PETG no se ablanda ni fluye apropiadamente, y por encima de aproximadamente 127ºC se funde y exuda en exceso de la prensa. La utilización de otras calidades de PETG puede requerir condiciones diferentes de temperatura y presión para resultados óptimos. Las placas texturizadas fenólicas se retiraron posteriormente de manera secuencial para su reutilización, los dobletes de materiales laminados se recuperaron y luego se separaron en láminas individuales de material laminado. Se eliminó la película protectora de las partes posteriores de los materiales laminados, y después se recortaron sus bordes sin nada de lijado en la parte superior. Los materiales laminados resultantes obtenidos de este modo eran de aproximadamente 0,79375 mm (1/32 de pulgada) de espesor.

Posteriormente, se prepararon conjuntos de panel al unir los materiales laminados de núcleo de PETG de la presente invención así preparados a láminas de PVC cargadas de 2,38125 mm (3/32 de pulgada) de espesor, utilizando el sistema de adhesivo Daubond DC-8855 identificado previamente a una velocidad de extensión de aproximadamente 0,14649 kg/m^{2} (0,03 pulgadas por pie cuadrado), y después prensando los conjuntos preparados, apilados orientados hacia arriba y entrelazados con película de BOPP, con 6 capas de parte superior e inferior de amortiguador de papel kraft en bruto, en una prensa hidráulica de lecho plano de baja presión. La unión se vio afectada por el prensado en frío de los conjuntos de panel a una presión especifica de aproximadamente 40 psig durante aproximadamente 12 horas. Los conjuntos de panel de material laminado decorativo prensados finales eran de aproximadamente 3,175 mm (1/8 de pulgada) de espesor.

Los conjuntos de material laminado decorativo mejorados de la presente invención, así preparados mediante el procedimiento descrito en detalle anteriormente, luego se cortaron aproximadamente de manera transversal a través de los centros de las líneas de lechada de 25,4 mm (1 pulgada) de ancho, y a continuación se recortaron con cuidado los "tablones" de baldosa de 0,3048 por 1,2192 m (1 pie por 4 pies) nominales (cada uno conteniendo cuatro baldosas cuadradas) en los bordes dejando líneas de lechada periféricas de 4,7625 mm (3/16 de pulgada) de ancho, con un corte posterior de 5 grados del sustrato de vinilo para asegurar juntas a tope limpias. Finalmente, los tablones de baldosas preparados de este modo se instalaron sobre un pavimento de ensayo de cemento, para evaluar los efectos del "mundo real" a largo plazo de desgaste, daño y humedad, utilizando el adhesivo MD 919 Vinyl Back Flooring de Macklanburg-Duncan, adecuado para su utilización con subpavimentos de hormigón y a base de madera, en la manera prescrita utilizando una paleta con una velocidad de expansión de alrededor de 3.681 m^{-1} (150 pies cuadrados por galón). La instalación de pavimento final se componía de baldosas cuadradas rodeadas por líneas de lechada de 9,525 mm (3/8 de pulgada) de ancho sobre centros de 304,8 mm (12 pulgadas).

Se realizaron ensayos de resistencia al impacto comparativos de una muestra del pavimento de conjunto de material laminado decorativo anterior preparado según la presente invención, y otros productos de pavimento seleccionados, todos unidos a baldosas de hormigón para patios y sometidos a ensayo según el procedimiento de ensayo de resistencia al impacto de bola LD 3-3.8 1995 de NEMA, excepto por el hecho de que se reemplazó el sustrato de tablero de partículas de densidad media de 19,05 mm (3/4 de pulgada) de ancho, 720,83 kg/m^{3} (45 libras por pie cúbico) con una losa de hormigón, con los siguientes resultados tal como se muestra en la tabla III a continuación:

TABLA III

3

Ejemplo 2 Unión directa sin adhesivo

El recubrimiento de alto desgaste cargado de material abrasivo de Mead tratado con la combinación de resina de melamina plastificada preferida detallada y utilizada en el ejemplo 1 anterior, correspondiente a la utilizada para la muestra 4 de la tabla III, también se utilizó para todos los conjuntos de material laminado decorativo preparados en el presente ejemplo 2. Se trataron papeles de impresión o bien con la resina de melamina modificada con diciandiamida pura (MF), correspondiente a la muestra 3 del ejemplo 1 anterior, o bien con una combinación de resina de melamina-formaldehído/urea-formaldehído (MF/UF) patentada suministrada por Duynea Overlays, Inc. de Tacoma, Washington. El Eastar PETG Copolyester 6763 de 0,508 mm (0,020 pulgadas) de espesor de Eastman Chemical Company se utilizó exclusivamente para todos los conjuntos de material laminado decorativo del presente ejemplo, en el que el recubrimiento tratado con resina de melamina plastificada, el papel decorativo de impresión tratado y la parte de material laminado de núcleo de PETG se unieron a un material compuesto de PVC cargado, o alternativamente, un sustrato de tablero de fibrocemento en una sola operación de prensado.

Se ensambló un paquete de prensa de 1,2152-3,6576 m (4 pies x 12 pies) nominal sobre una bandeja portadora con los siguientes materiales en relación de superposición ascendente: 4 capas de "amortiguador" de papel kraft sin tratar de 70,656 g/m^{2} (115 libras/resma), un conjunto de material laminado decorativo orientado hacia arriba (con el papel texturizante y el material de superficie encima, una placa de prensa de acero inoxidable (AISI 410 SS con un acabado liso en ambos lados), un conjunto de material laminado decorativo orientado hacia abajo (con el papel texturizante contra la placa de prensa, 4 capas de amortiguador de 70,656 g/m^{2} (115 libras/resma), un conjunto de material laminado decorativo orientado hacia arriba, otra placa de prensa de acero inoxidable, un conjunto de material laminado decorativo orientado hacia abajo y finalmente 4 capas de amortiguador de 70,656 g/m^{2} (115 libras/resma) encima, en el que cada conjunto de material laminado decorativo consistía, en relación de superposición ascendente (para los conjuntos que están orientados hacia arriba, e inversa para los que están orientados hacia abajo), en 1 capa de película de BOPP, un tablero de material compuesto de PVC de 2,38125 mm (3/32 de pulgada) de espesor, 1 lámina de PETG (con su película protectora retirada de ambos lados), 1 capa de impresión tratada (lado impreso orientado hacia arriba), 1 capa de recubrimiento tratado (con el lado rico en material abrasivo orientado hacia abajo hacia la impresión) y 1 capa de papel texturizante LC-28 (de Ivex Inc., lado de desprendimiento orientado hacia el recubrimiento). Como tal, el paquete de prensa se componía de dos placas de prensa y cuatro conjuntos de material laminado decorativo (dos singletes exteriores y un doblete interior). Se encontró que el amortiguador interno, entre los conjuntos de material laminado decorativo centrales, separaba eficazmente las dos láminas de láminas de vinilo cargadas adyacentes de otro modo (excepto por dos capas delgadas de película de BOPP), que tienden a comportarse como una lámina gruesa, y sustancialmente reduce la tendencia del vinilo a deformarse y exudar durante la operación de prensado.

Se prefiere la utilización de la película de BOPP como separador entre las láminas de vinilo de PVC cargadas y el amortiguador, en vez del papel separador o de desprendimiento disponible comercialmente, puesto que no hay posibilidad de contaminación del dorso expuesto de la lámina de vinilo con un agente de desprendimiento tal como cera o silicona, que podría interferir en la unión posterior del conjunto de material laminado decorativo a un subpavimento. Los expertos en la materia reconocerán que podrían utilizarse ventajosamente otras configuraciones posteriores de prensa, como pueden utilizarse otros tipos de placas de prensa, tal como se trató previamente. De este modo, se ensamblaron varios paquetes de prensa.

Los paquetes de prensa así preparados se cargaron entonces en una prensa de lecho plano de alta presión convencional, que luego se cerró y se presurizó hasta una presión específica de 450-500 psig. Los paquetes de prensa, así configurados, se calentaron entonces hasta una temperatura de curado superior de material laminado de 139ºC, que se mantuvo durante un periodo de tiempo antes de enfriarse con rapidez los materiales laminados hasta menos de 40ºC. Se tardó 25 minutos en calentar los materiales laminados exteriores hasta 139ºC, que se mantuvo durante 12 minutos antes del enfriamiento, y se tardó 21 minutos en alcanzar 40ºC. Simultáneamente, se tardó 26 minutos para que los materiales laminados interiores alcanzaran los 138ºC, y 6 minutos más para alcanzar 139ºC, que se mantuvo durante 5 minutos antes del enfriamiento, y se tardó 29 minutos en alcanzar 40ºC, punto en el que se liberó la presión, se abrió la prensa y se retiraron los paquetes de prensa. El tiempo de ciclo térmico total fue de 66 minutos, gobernado por la transferencia de calor hasta los materiales laminados centrales en los paquetes de prensa. En las condiciones de temperatura superior y presión anteriores, la exudación del PETG y el vinilo fue mínima, con un borde de papel "flash" de 0-2 mm como máximo.

Debe enfatizarse de nuevo que es crítico controlar la temperatura y presión del paquete de prensa, tal como se describió anteriormente, para las calidades de PETG y materiales de lámina de vinilo cargada empleados, para lograr los resultados deseados de reblandecimiento y unión adecuados del PETG tanto a la superficie de melamina como al núcleo de vinilo, sin un flujo y compresión excesivos del PETG, y en particular de la lámina de vinilo. Se encontró que sin superar una temperatura superior a 140ºC (el tiempo a la temperatura superior no es crítico, aparte de que afecta al curado de los componentes de superficie impregnados con resina de melamina), y una presión específica de 500 psig, son condiciones de procesamiento óptimas para los materiales seleccionados. La mayor temperatura superior de ciclo de prensado empleada en este caso, frente a la utilizada en el ejemplo 1 anterior, que permite un mayor curado de la superficie de resina de melamina, se hace posible mediante la menor presión, que se requiere a su vez para controlar la compresión y/o exudación del sustrato de lámina de vinilo cargada. La utilización de otras calidades de lámina de vinilo de PVC cargada o PETG puede requerir diferentes condiciones de presión y temperatura para resultados óptimos.

Se retiraron posteriormente de manera secuencial las placas de prensa de acero inoxidable de los paquetes de prensa para su reutilización, y se recuperaron los conjuntos de material laminado decorativo. A continuación se recortaron sus bordes sin nada de lijado en la parte superior. Los conjuntos de material laminado decorativo resultantes así obtenidos eran de aproximadamente 3,175 mm (1/8 de pulgada) de espesor. Se cortaron con láminas de impresión de piedra similar a granito en baldosas cuadradas de 381 por 381 mm (15 pulgadas por 15 pulgadas), mientras que los que tenían con un diseño de imitación de madera se cortaron en tablones de 127 mm (5 pulgadas) por 1.219,2 mm (48 pulgadas), para instalaciones de pavimento de ensayo.

Se realizaron ensayos de resistencia al impacto y de resistencia al empapado con agua a 50ºC comparativos del pavimento de conjunto de material laminado decorativo preparado según las formas de realización preferidas del ejemplo 1 (muestra 4), y de las formas de realización preferidas de este ejemplo de la presente invención, en cuanto a condiciones de procesamiento revisadas según se citaron anteriormente, de la misma manera que en el ejemplo 1 (con el pavimento unido directamente a una losa de hormigón para el ensayo de resistencia al impacto), con los siguientes resultados tal como se muestra en la tabla IV a continuación:

TABLA IV

4

Los datos anteriores ilustran importantes formas de realización preferidas de la presente invención. El pavimento parece presentar una resistencia al impacto significativamente mejor (508 mm; 20 pulgadas) con una lámina de material compuesto de vinilo de PVC más altamente cargada, y por tanto, se prefiere una lámina de este tipo en la práctica de la presente invención. Adicionalmente, se prefiere una resina de melamina no modificada con urea para la lámina de impresión (así como la lámina de recubrimiento) en la práctica de la presente invención para obtener la mejor resistencia al agua y la humedad para el pavimento así producido.

Debe observarse que aunque se prefiere una operación de prensado en una sola etapa cuando se une directamente la capa de PETG a la capa de sustrato y la superficie de papel/resina de melamina, está dentro del alcance de la invención que puede utilizarse una operación de prensado de múltiples etapas. Por ejemplo, podría ensamblarse en primer lugar un material laminado de alta presión que comprende una lámina de recubrimiento, una lámina decorativa y un núcleo de PETG y prensarse como primera etapa, y luego, como segunda etapa, podría unirse directamente el sustrato a este conjunto a través de una segunda operación de prensado.

Además, tal como se observó anteriormente, aunque se prefiere que el sustrato se una directamente a la capa de núcleo de PETG, podría utilizarse un adhesivo para unir el sustrato a la capa de núcleo de PETG, tal como se describió en detalle en el ejemplo 1 anteriormente.

Aunque las formas de realización preferidas de la presente invención utilizan una prensa hidráulica de lecho plano, multiabertura de alta presión para producir o bien un material laminado decorativo de alta presión de núcleo de PETG para su posterior unión a un sustrato preferido, o bien alternativamente, un conjunto de material laminado decorativo en el que los componentes de superficie decorativos, el núcleo de PETG y un sustrato preferido se unen todos directamente en una sola etapa de prensado, debe reconocerse que son aplicables otros procedimientos de laminación en la práctica de la presente invención. Específicamente, el componente de material laminado decorativo de núcleo de PETG de la presente invención, destinado a la unión posterior por medio de un adhesivo a un sustrato adecuado, puede producirse con un procedimiento de prensado de ciclo corto, de baja presión si se emplean materiales de superficie tratados con resina de melamina compatibles, y si también se proporcionan un material separador adecuado tal como película de BOPP y un mecanismo de bandeja portadora. También se prevé que todo el conjunto de material laminado decorativo pueda producirse mediante un procedimiento de este tipo en una sola operación, en el que en relación de superposición ascendente sobre una bandeja portadora adecuada se colocan BOPP, un sustrato adecuado tal como una lámina de PVC, una lámina de PETG y los componentes de recubrimiento e impresión decorativa, que se alimentan todos simultáneamente a la prensa, con la posterior descarga en caliente. En cualquier caso, la superficie de melamina decorativa o bien podría desprenderse directamente de la placa de prensa superior fija (normalmente, con grabado químico o granallado de acero inoxidable 410), o bien alternativamente, podría emplearse una lámina texturizante/de desprendimiento independiente si se desea por motivos estéticos, aunque con un esfuerzo y gasto adicionales.

Adicionalmente, como otra forma de realización de la presente invención, podría utilizarse ventajosamente un procedimiento de prensado de doble cinta continua para producir el componente de material laminado decorativo en forma de lámina o rollo, en el que, en relación descendente de superposición, se alimentan a la prensa bandas continuas de papel texturizante/de desprendimiento (opcional), recubrimiento, papel de impresión decorativo, una o más películas continuas de PETG y un material separador adecuado tal como BOPP. El material laminado continuo, tras salir de la prensa tras haber tenido lugar la consolidación y el curado, se enfría con rapidez por medio de tambores de enfriamiento, con recorte en los bordes y formación de láminas opcional después de esto. El material laminado en láminas producido de este modo podría unirse entonces, por medio de un adhesivo, a un sustrato adecuado utilizando un procedimiento de prensado en frío o en caliente convencional, en el que el prensado en frío puede incluir dejar simplemente que los conjuntos pegados curen en una pila en lugar de utilizar realmente una prensa de baja presión. A la inversa, podría alimentarse fuera de línea una banda continua de material laminado decorativo continuo, desde una forma de rollo, a una segunda prensa continua de doble cinta, junto con láminas diferenciadas de un sustrato adecuado con imprimación previa con un adhesivo sobre su cara superior, por ejemplo, alimentado desde un extensor de pegamento continuo, junto con una película continua de un material separador tal como BOPP por debajo (que podría volver a enrollarse y reutilizarse posteriormente). Preferentemente, dicha segunda prensa continua, utilizada para la operación de unión, podría estar en línea con la primera prensa de "laminación", dando como resultado un procedimiento casi en una sola etapa. Finalmente, también se prevé que todo el conjunto de material laminado decorativo puede producirse en una única prensa continua, en un único procedimiento "sin pegamento", que reduciría los costes de equipo y simplificaría el procedimiento considerablemente. En un procedimiento de este tipo, en relación descendente de superposición, se alimentan a la prensa bandas continuas de papel texturizante/de desprendimiento (opcional), recubrimiento, papel de impresión decorativo, una o más películas continuas de PETG, láminas diferenciadas de un sustrato preferido y con un material separador adecuado tal como película de BOPP. Tras la salida de la prensa, la "cadena" continua de paneles de conjunto de material laminado decorativo así formados se recortarían en los bordes en primer lugar, luego se separarían las láminas por medio de una cuchilla de corte transversal de indexación, cizalla rotativa o sierra, y finalmente se recortan los paneles diferenciados en los extremos y se apilan. En un procedimiento de este tipo, podría obviarse la necesidad de un separador de BOPP para proteger la cinta inferior de la contaminación sólo si se calienta la cinta superior para curar la superficie de melamina y fundir el PETG, y se mantiene fría la cinta inferior (o incluso se enfría mucho para evitar el calor radiante procedente de la cinta superior), puesto que en este procedimiento propuesto, el PVC no se ablandará y transferirá a la cinta inferior, y no hay adhesivo implicado que pudiera gotear potencialmente sobre la cinta.

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Además, como otra forma de realización de la presente invención, dependiendo de la naturaleza y las propiedades del sustrato utilizado y de su espesor, los tablones y baldosas para pavimentos así producidos podrían dotarse de una ranura y lengüeta, u otro tratamiento de borde integral, o prepararse de otro modo para aceptar un dispositivo de bloqueo mecánico independiente, como un sistema de ebanistería. Además, también debe reconocerse que aunque las formas de realización preferidas de la presente invención se refieren principalmente a aplicaciones para pavimentos, y en particular aplicaciones para pavimentos de zona húmeda o resistentes al fuego, los artículos así producidos también son útiles para aplicaciones de pavimento más mundanas, así como otras aplicaciones en las que los conjuntos de panel de material laminado decorativo encuentran utilización y son deseables.

La descripción anterior de una forma de realización preferida de la invención se ha proporcionado a título ilustrativo y descriptivo, y no pretende ser exhaustiva ni limitar la invención a la forma precisa dada a conocer. La descripción se seleccionó para explicar de la mejor manera los principios de la invención y su aplicación práctica, para permitir a otros expertos en la materia utilizar de la mejor manera la invención en diversas formas de realización y diversas modificaciones según sean adecuadas para la utilización particular contemplada. Se pretende que el alcance de la invención no esté limitado por la memoria, sino que esté definido por las reivindicaciones expuestas a continuación.

Claims (18)

1. Conjunto de material laminado decorativo, en orden en la siguiente relación de superposición que comprende,
(a)
una capa superior de material laminado decorativo, en orden en una relación de superposición, que comprende,
(i) una capa decorativa que comprende resina termoendurecible de melamina impregnada
(ii) una capa de núcleo que comprende un material de PETG; y
(b)
un sustrato directamente unido a dicha capa superior de material laminado decorativo.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Conjunto de material laminado decorativo según la reivindicación 1, en el que dicho material laminado decorativo se selecciona de entre el grupo constituido por un material laminado decorativo de alta presión, un material laminado decorativo de baja presión o material laminado continuo.
3. Conjunto de material laminado decorativo según la reivindicación 1, en el que dicho PETG comprende por lo menos una lámina de PETG.
4. Conjunto de material laminado decorativo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha capa de núcleo comprende además por lo menos una capa de una lámina tejida o no tejida formada a partir de un material seleccionado de entre el grupo constituido por fibra de vidrio, de carbono o polimérica.
5. Conjunto de material laminado decorativo según la reivindicación 4, en el que dicha por lo menos una capa está intercalada entre dos láminas de PETG.
6. Conjunto de material laminado decorativo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho material laminado decorativo comprende además una capa de recubrimiento en la parte superior de dicha capa decorativa.
7. Material laminado decorativo según la reivindicación 6, en el que dicha capa de recubrimiento incluye partículas abrasivas.
8. Conjunto de material laminado decorativo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho sustrato es resistente al agua.
9. Conjunto de material laminado decorativo según la reivindicación 8, en el que dicho sustrato resistente al agua comprende poli(cloruro de vinilo).
10. Conjunto de material laminado decorativo según la reivindicación 8, en el que dicho sustrato resistente al agua comprende un tablero de cemento reforzado con fibra.
11. Conjunto de material laminado decorativo según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que el sustrato resistente al agua está unido directamente a dicha capa de núcleo.
12. Conjunto de material laminado decorativo según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que la capa superior de material laminado decorativo comprende además una capa resistente al desgaste.
13. Conjunto de material laminado decorativo según la reivindicación 12, en el que dicha capa resistente al desgaste es una capa de recubrimiento encima de dicha capa decorativa, incluyendo dicha capa de recubrimiento partículas abrasivas.
14. Conjunto de material laminado decorativo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho sustrato comprende una primera lámina de poli(cloruro de vinilo).
15. Conjunto de material laminado decorativo según la reivindicación 14, en el que dicho sustrato comprende además una segunda lámina de poli(cloruro de vinilo) unida a dicha primera lámina de poli(cloruro de vinilo).
16. Conjunto de material laminado decorativo según la reivindicación 15, en el que dichas primera y segunda láminas de poli(cloruro de vinilo) comprenden un poli(cloruro de vinilo) cargado.
17. Conjunto de material laminado decorativo según la reivindicación 16, en el que dicha segunda lámina de poli(cloruro de vinilo) está menos cargada que la primera lámina de poli(cloruro de vinilo).
18. Conjunto de material laminado decorativo según la reivindicación 15, en el que dicha segunda lámina de poli(cloruro de vinilo) está unida a dicha primera lámina de poli(cloruro de vinilo) con un adhesivo.
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