ES2354606T3

ES2354606T3 - Método para reducir el agrietamiento superficial del suelo compuesto de madera dura recubierto.

Info

Publication number: ES2354606T3
Application number: ES03737045T
Authority: ES
Inventors: Burton Wilson; Gary A. Sigel; Larry W. Leininger; Michael H. Maney; Craig Desantis
Original assignee: AWI Licensing LLC
Current assignee: AWI Licensing LLC
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2023-06-12
Also published as: DK1513661T3; US7381474B2; DE60335105D1; WO2003106124A1; AU2003238022A1; US7537841B2; US20060166022A1; ATE489209T1; EP1513661A1; US20040038062A1; EP1513661B1

Abstract

Un proceso para producir un producto de madera que comprende: - seleccionar un componente de madera, seleccionado entre el grupo que consiste en una chapa y una plancha, teniendo el componente de madera una primera superficie principal y una segunda superficie principal opuesta, - aplicar una composición a la primera superficie del componente de madera, y después - realizar una etapa adicional seleccionada entre el grupo que consiste en secado, curado al menos parcialmente y una combinación de los mismos, con lo que la composición penetra en una parte del componente de madera adyacente a la primera superficie, en el que la composición comprende una mezcla de un polietilenglicol y di(met)acrilato de hexanodiol, y en el que el componente de madera se somete a una presión no menor que la ambiental desde el momento en que se aplica la composición a la primera superficie hasta que se realiza la etapa adicional.

Description

Campo de la Invención

Esta invención se refiere a un método para elaborar un producto de madera de acuerdo con la reivindicación 1, y a un producto de suelo de madera de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 17. 5

Antecedentes de la Invención

Los materiales compuestos de madera, tales como contrachapado, se usan en muchas aplicaciones de interior, en mobiliario y a menudo en aplicaciones de solado. Una ventaja principal del contrachapado sobre la madera sólida es que el contrachapado no se comba, ahueca o retuerce y no se hincha o “mueve” tanto como la madera sólida. Sin embargo, hay muchas limitaciones para el uso de 10 contrachapado. La chapa usada para cubrir capas individuales es a menudo muy fina y propensa al deslaminado. Los recubrimientos deben ser suficientes también para proteger la chapa fina de los arañazos, porque un arañazo que recorre la chapa fina se muestra a través de las capas internas subyacentes, menos deseables. También, el agua puede provocar el hinchamiento y alabeo en el contrachapado, así como agrietamiento. Los productos de madera compuesta de chapa de la técnica 15 anterior tienen normalmente una superficie recubierta que se agrieta debido a la inestabilidad del material compuesto de madera.

El polietilenglicol (PEG) tiene un peso molecular alto y no es muy volátil. El PEG se ha usado para tratar la madera, reemplazando el agua por PEG, de manera que el paso de agua hacia y desde la madera ya no es posible. La madera se calienta típicamente en un recipiente que contiene PEG durante 20 un periodo de tiempo extenso para retirar sustancialmente toda el agua y reemplazarla por PEG. Este tipo de proceso no se realiza típicamente sobre chapa. Más bien, estos métodos se usan para estabilizar madera “verde” y confiar en materiales tales como polietilenglicol para entrar en las paredes celulares de la madera “verde” y mejorar la estabilidad dimensional. Estos métodos se han publicado previamente. Véase "New and Better Ways to Dimensionally Stabilize Wood", A J. Stam, Forest Products Journal, 25 9(1959):3, 107-110 y "Woodworker Heart," Harry C. Leslie, Man Society Technology, A Journal of Industrial Arts Education, 33(1):13-16, Sept., Oct, 1973. Una limitación de estos procesos es que tienden a depender de tiempos de remojo largos que no son prácticos, típicamente, para la producción comercial.

Las chapas y planchas se han impregnado con PEG y metilmetacrilato usando un proceso al vacío para endurecer la chapa y las planchas. Este proceso discontinuo proporciona un producto en el 30 que la concentración de PEG y metilmetacrilato es sustancialmente uniforme por toda la chapa y la plancha.

El documento US 5 866 270 describe un método para impregnar tablas de suelo de madera con una composición endurecedora que comprende las etapas de incluir tablas de suelo de madera en un recipiente a presión, introduciendo en dicho recipiente una composición endurecedora para que se 35 impregne en las tablas de suelo de madera la composición que comprende monometilmetacrilato, un polietilenglicol y un catalizador de radicales libres, preferiblemente junto con tintes, empapando dichas tablas de suelo de madera en dicha composición endurecedora, aplicando una presión aumentada a dichas tablas de suelo de madera para conducir dicha composición endurecedora a las tablas de suelo de madera y aplicando calor a dichas tablas de suelo de madera para acelerar el catalizador para curar de 40 este modo la composición.

El documento EP 0 531 551 A1 describe procesos de impregnación similares, principalmente un método para impregnar madera con una resina sintética, tal como uretano, o una resina acrílica, en el que los medios para impregnar la superficie de madera con una resina de refuerzo usan una presión ligeramente elevada. 45

El documento US 5 496 589 se refiere a una composición de curado para impregnar madera que comprende un producto de reacción de un aducto de óxido de alquileno de un poliol y ácido (met)acrílico, preferiblemente junto con un diluyente reactivo, tal como acrilato de tetrahidrofurfurilo, diacrilato de neopentilglicol o diacrilato de hexanodiol. El método para impregnar incluye la impregnación a presión y la inmersión atmosférica. La composición de curado impregnada puede curarse por calor o luz en presencia 50 de un iniciador de polimerización.

El documento WO 00/52105 describe una composición de recubrimiento para sustratos tales como madera, la composición que comprende acrilatos difuncionales, trifuncionales y tetrafuncionales

junto con uretanos acrilatados. Se usan las técnicas de aplicación convencionales que incluyen recubrimiento por pulverización, recubrimiento por cortina, recubrimiento con rodillos inversos, recubrimiento al vacío, recubrimiento por extrusión o aplicaciones de recubrimiento con rodillos directos o diferenciales.

El documento WO 01/51533 A1 describe el uso de composiciones que comprenden una mezcla 5 de oligómeros acrilatados alifáticos, triacrilato o diacrilato de uretano alifático, un oligómero epoxi acrilatado, monómero de acrilato de isobornilo y un fotoiniciador. De acuerdo con este documento, la composición de recubrimiento de madera puede depositarse selectivamente sobre el sustrato en localizaciones específicas en las que se desea el enchapado de recubrimiento de madera y no es necesario aplicarla a todo el sustrato. 10

Sería ventajoso tener un método continuo para tratar chapas y planchas usando aparatos de recubrimiento convencionales, a fin de que las chapas y planchas tratadas y el material compuesto de madera recubierto no sean propensos a agrietarse. Además, sería ventajoso tener un método de este tipo, que minimice la cantidad de material de tratamiento necesario para impedir el arqueamiento de la madera. La presente invención proporciona un método de este tipo y el material compuesto de madera 15 tratado correspondiente.

Sumario de la Invención

Se describen métodos para elaborar un producto de madera compuesto de chapa fina, recubierto, en el que la superficie recubierta no se agrieta debido a la inestabilidad del material compuesto de madera, y los productos de madera compuestos preparados de acuerdo con el método. Los materiales 20 compuestos muestran una reducción drástica en el agrietamiento del recubrimiento tras la exposición a una versión modificada del ensayo ASTM D1211-97 de ciclo de comprobación Caliente/Frío.

Los métodos implican aplicar una solución que incluye una mezcla de un polietilenglicol y di(met)acrilato de hexanodiol a una chapa o plancha. Como se ha usado en este documento, el término "(met)acrilato" se refiere a "acrilato, metacrilato, una combinación de acrilato y metacrilato, acrílico, 25 metacrílico y una combinación de acrílico y metacrílico".

El monómero reactivo reacciona en presencia del polímero hidrófilo formando una red polimérica interpenetrante.

La solución también incluye de forma ventajosa un iniciador de la polimerización, típicamente un iniciador de radicales libres activado térmicamente, tal como azo-bisisobutironitrilo (AIBN) o peróxidos, 30 tales como peróxido de benzoílo, peróxido de dicumilo, hidroperóxido de t-butilo, perbenzoato de t-butilo, a fin de que la chapa recubierta pueda curarse después de que se aplique la solución a la chapa.

La chapa puede tener básicamente cualquier espesor entre aproximadamente 0,254 mm (1/100 de pulgada) y aproximadamente 3,175 mm (1/8 de pulgada), pero está lo más típicamente entre aproximadamente 1,588 y aproximadamente 0,794 mm (aproximadamente 1/16 y aproximadamente 1/32 35 de pulgada) en espesor. Aunque puede usarse cualquier tipo de madera, la chapa es típicamente una madera dura decorativa, tal como roble, incluyendo roble rojo de los Apalaches, roble blanco de los Apalaches, roble rojo del Norte, roble blanco del Norte, cerezo, nogal y similares y las capas internas son típicamente una madera de menor calidad, tal como álamo. En una realización, las chapas tienen un espesor de aproximadamente 4,318 mm (170 milésimas de pulgada) y se forman a partir de roble de los 40 Apalaches y la capa central tiene un espesor de aproximadamente 4,318 mm (170 milésimas de pulgada) y se forma a partir de álamo.

En una realización, el polímero hidrófilo es polietilenglicol y la proporción de polietilenglicol/monómero reactivo/iniciador es de aproximadamente 49,5/49,5/1; el peso molecular medio para el polietilenglicol es de aproximadamente 600; el monómero reactivo es dimetacrilato de hexanodiol 45 (HDDMA) y el iniciador es azo-bisisobutironitrilo (AIBN).

Durante el funcionamiento, un tablero de chapas puede suministrarse a un recubridor de rodillo extendedor que aplica la composición. El tablero de chapas recubierto puede calentarse después a una temperatura adecuada para curar parcialmente la composición. La capa central está recubierta, típicamente, en uno o ambos lados con un adhesivo convencional, por ejemplo, un adhesivo de 50 formaldehído urea basado en agua y la chapa superior tratada y, opcionalmente, la chapa base se colocan en contacto con la superficie apropiada de la capa central recubierta adhesiva. El material compuesto se consolida después con calor y presión.

El panel de contrachapado consolidado resultante se corta o sierra según sea necesario, por ejemplo, en tiras de madera para suelo, que pueden someterse después a operaciones rutinarias, tales como lijado de superficie, tinción y acabado. Dichos procesos son bien conocidos por aquellos expertos en la materia.

En un aspecto de la presente invención, una mezcla de polietilenglicol y dimetacrilato de 5 hexanodiol (HDDMA) con un catalizador de iniciación de radicales se recubre mediante rodillos (el método de aplicación no se limita a recubrimiento con rodillos pero puede incluir otros métodos de recubrimiento, por ejemplo, pulverización, recubrimiento por cortina, barra de Mylar) sobre ambos lados de una chapa y se procesa en horno para permitir a la resina penetrar en los poros y huecos, así como curar parcialmente el material de resina. La chapa se lamina adicionalmente en tableros de producto de madera que se 10 reducen a planchas. Las planchas se procesan adicionalmente en la línea de acabado donde se aplican tinte y diversos recubrimientos por UV para proporcionar el producto final.

En otro aspecto de la presente invención, diversas resinas basadas en disolvente se recubren con rodillos sobre el lado suelto y/o el lado apretado de la chapa fina o plancha de madera sin acabar (la plancha de madera puede ser de construcción maciza o compuesta), secadas para retirar el disolvente y 15 expuestas a radiación UV para curar el material resinoso mediante iniciación por radicales del fotoiniciador que conduce a la polimerización. La polimerización adicional del material resinoso dentro de los poros o huecos tiene lugar por iniciación inducida por calor de los peróxidos orgánicos en el momento de la laminación en el caso de chapas o por exposición a radiación UV en el caso de planchas. Estos materiales resinosos incluyen un (met)acrilato, que se polimeriza in situ proporcionando un producto de la 20 reacción polimérica.

La solución que contiene (met)acrílico rellena, al menos parcialmente, los poros y huecos cerca de la superficie del componente de madera. Se retira al menos algo del disolvente, secando la solución.

Como se ha usado en este documento, "producto curado" se refiere al resultado del secado parcialmente y/o curado parcialmente de la composición, que se aplica a la superficie del componente de 25 madera. A menos que el contexto indique otra cosa, la composición puede ser la mezcla del polímero hidrófilo y el monómero reactivo, o el (met)acrilato, incluyendo soluciones que contienen (met)acrílico.

Descripción Detallada de la Invención

Esta invención se refiere a un método para mejorar la estabilidad dimensional de la chapa de madera fina y para prevenir el agrietamiento del recubrimiento de un producto de madera acabado 30 aplicando a la chapa o plancha un material resinoso que rellena huecos, grietas de cizalladura y espacios entre vetas. Este objetivo se consigue con las características de la reivindicación 1, cuyas realizaciones se someten a las reivindicaciones 2 a 16. Se somete un producto de suelo de madera correspondiente de la reivindicación 17, cuyas realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes 18 a 32. El procesamiento adicional, seguido de la laminación convencional, proporciona un producto de madera 35 recubierto. El resultado final es una superficie de chapa de madera tratada que cuando se procesa en un producto de madera acabado, tal como un producto de suelo, muestra una reducción drástica en el agrietamiento de la superficie recubierta (por ejemplo, como se determina por una versión modificada del ensayo ASTM D1211-97 de ciclo Caliente/Frío).

La invención soluciona el problema conocido actualmente en la industria maderera como 40 “arqueamiento” en productos de madera compuestos recubiertos - agrietamiento del recubrimiento. Los métodos descritos proporcionan múltiples medios para reducir el agrietamiento de la superficie recubierta en condiciones que provocan “arqueamiento”. Los productos compuestos de madera son típicamente de mayor calidad mientras que los cambios en el medio no provocarán grietas no deseadas en el producto recubierto. Esto es particularmente ventajoso cuando el material compuesto de madera se usa en 45 operaciones de solado, donde diversos fabricantes de suelo de madera existentes tienen actualmente problemas asociados con el agrietamiento del recubrimiento en suelos de madera instalados.

La invención también proporciona un proceso y coste ventajoso sobre las técnicas de los procesos convencionales, tales como impregnación al vacío, como se establece, por ejemplo, en las Patentes de Estados Unidos Nº 3.663.261, 5.605.915 y 5.866.270. Los métodos permiten un proceso 50 continuo que es compatible con las operaciones del material compuesto de madera existentes, incluyendo procesos de solado de madera. Además, ya que el material resinoso, que no se somete al vacío, permanece concentrado cerca de la superficie de la chapa o plancha, es necesaria la pérdida de material resinoso para impedir el arqueamiento.

De hecho, ya que es sólo la acción capilar la que transporta el material resinoso hacia el centro del componente de madera, a no ser que la chapa sea muy fina, la madera muy ligera o que la madera tenga grietas que penetran en la parte central del componente de madera, la parte central permanece sustancialmente libre del material resinoso y, por tanto, sustancialmente libre del producto curado resultante. Incluso con madera fina, ligera y agrietada, la concentración del producto curado cerca de la 5 superficie del componente de madera es al menos dos veces, tres veces o cinco veces mayor que la concentración en la parte central del componente de madera.

En otra realización, se trata la superficie de la chapa tratando la superficie de una chapa/núcleo (plancha) laminada. Por consiguiente, la invención proporciona múltiples métodos prácticos para solucionar un problema principal de agrietamiento de la superficie recubierta de productos de madera 10 compuestos por cambios y ciclos estacionales.

Se describen varios aspectos de la invención en más detalle a continuación:

I. Composiciones de Recubrimiento

En una realización, las composiciones de recubrimiento usadas para recubrir la chapa como se ha descrito en este documento incluyen típicamente al menos un polímero hidrófilo, al menos un 15 monómero reactivo y al menos un iniciador térmico. Los intervalos de polímero hidrófilo y el monómero reactivo están cada uno típicamente entre aproximadamente 30 y aproximadamente 70 por ciento en peso de la composición, más típicamente entre aproximadamente 40 y aproximadamente 60 por ciento en peso de la composición. El intervalo del iniciador térmico en la composición está típicamente entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente 10 por ciento en peso de la composición. Lo más típico es de 20 aproximadamente el 1% de la composición.

Los tipos de químicos descritos en esta invención incluyen mezclas de polímero hidrófilo/monómero reactivo, tales como mezclas de polietilenglicol/(met)acrilato y mezclas de polietilenglicol/agua/(met)acrilato y los monómeros reactivos pueden incluir otros monómeros reactivos descritos en más detalle a continuación. 25

Polímeros hidrófilos

Puede usarse cualquier polímero hidrófilo que pueda penetrar en la madera y estabilizar la madera para la permeación al agua. Los ejemplos de polímeros hidrófilos adecuados incluyen polietilenglicol y pentracrilo.

Cuando el polímero hidrófilo es polietilenglicol, el peso molecular medio está típicamente entre 30 aproximadamente 400 y aproximadamente 1000. El peso molecular puede seleccionarse a fin de que el polietilenglicol sea líquido a la temperatura a la que se aplica a la chapa. Si la chapa está a temperatura ambiente cuando se aplica el polietilenglicol, entonces el peso molecular es típicamente menor de aproximadamente 1000, más típicamente de aproximadamente 550 a aproximadamente 650.

El polímero hidrófilo puede estar presente típicamente de aproximadamente el 30% en peso a 35 aproximadamente el 70% en peso. Dependiendo de las propiedades deseadas de la chapa (espesor, tipo de madera, etc.) y el peso molecular y la funcionalidad del monómero reactivo, son posibles valores fuera de este intervalo. Aquellos expertos en la materia pueden optimizar fácilmente la concentración del polímero hidrófilo y el monómero reactivo.

En algunas realizaciones, puede añadirse agua al polímero hidrófilo. 40

Monómeros Reactivos

Se usa un sistema monomérico reactivo junto con el polímero hidrófilo para penetrar la madera y prevenir el agrietamiento. Los sistemas monoméricos reactivos adecuados incluyen materiales resinosos curables por UV derivados de acrilatos de éster, tales como dimetacrilato de hexanodiol.

El monómero puede incluir instauración de acrilato o metacrilato, así como otros tipos de 45 monómero que incluyen instauración de vinilo sin (met)acrilato. El sistema monomérico reactivo puede incluir mono-, di-, tri- monómeros y mayores funcionalidades. El valor del peso molecular medio del monómero es típicamente lo suficientemente bajo para permitirle ser líquido a temperatura ambiente y, en general, es menor de aproximadamente 1.000 g/mol. Pueden usarse mezclas de monómeros.

Los ejemplos de monómeros reactivos polifuncionales incluyen diacrilato de polietilenglicol, 50

cualquier metacrilato correspondiente del mismo y combinaciones de los mismos.

El monómero reactivo puede estar presente del 30% en peso al 70% en peso. Dependiendo de las propiedades deseadas de la chapa (espesor, tipo de madera, etc.) y el peso molecular del polímero hidrófilo, son posibles valores fuera de este intervalo. Aquellos expertos en la materia pueden optimizar fácilmente la concentración del polímero hidrófilo y el monómero reactivo. 5

Iniciador Térmico

Los iniciadores térmicos, tales como azo-bisisobutironitrilo (AIBN) o peróxidos, tales como peróxido de benzoílo, peróxido de dicumilo, hidroperóxido de t-butilo y perbenzoato de t-butilo se conocen bien y están disponibles a partir de proveedores de productos químicos comunes. El iniciador térmico está presente en una cantidad suficiente para curar al menos parcialmente el monómero reactivo cuando se 10 aplica calor a una chapa recubierta con la composición. La cantidad varía típicamente del 0,5 al 10% en peso de la composición. Típicamente, se usa de aproximadamente el 1%.

Fotoiniciador

En algunas realizaciones, puede desearse usar un fotoiniciador en lugar de o además de iniciadores térmicos. Los fotoiniciadores pueden catalizar o acelerar el curado por exposición a radiación 15 ultravioleta. Si el material polimerizable se cura por exposición a radiación de haz de electrones, no se usa típicamente un fotoiniciador.

El fotoiniciador puede ser cualquiera de los fotoiniciadores conocidos, tales como benzofenona, benzoína, acetofenona, metil éter de benzoína, cetona de Michler, butil éter de benzoína, xantona, tioxantona, propiofenona, fluoronona, carbazol, dietoxiacetofenona, las 2-, 3- y 4-metilacetofenonas y 20 metoxi-acetofenonas, las 2- y 3-cloroxantonas y clorotioxantonas, acetato de 2-acetil-4-metilfenilo, 2,2'-dimetoxi-2-fenilacetofenona, benzaldehído, fluoreno, antraquinona, trifenilamina, 3- y 4-alil-acetofenona, p-diacetilbenceno, 3-cloro-2-nonilxantona, 2-clorobenzofenona, 4-metoxibenzofenona, 2,2',4,4'-tetraclorobenzofenona, 2-cloro-4'-metilbenzofenona, 4-cloro-4'-metilbenzofenona, 3-metilbenzofenona, 4-terc-butilbenzofenona, acetato de isobutil éter-benzoico, bencilo, ácido bencílico, amino benzoato, metilo 25 azul, 2,2-dietoxiacetofenona, 9,10-fenantrenoquiriona, 2-metil antraquinona, 2-etil antraquinona, 1-terc-butilantraquinona, 1,4-naftaquinona, isopropiltioxantona, 2-isopropiltioxantona, 2-metiltioxantona, 2-deciltioxantona, 2-dodeciltioxantona, 2-metil-1, [4-(metiltio)fenil]-2-morfolinopropanona-1 y combinaciones de los mismos.

El fotoiniciador opcional o combinación de fotoiniciadores se usa típicamente en una cantidad 30 que varía del 1 al 10% en peso de la composición.

II. Núcleo de Madera Compuesto

En núcleo de madera compuesto puede tener prácticamente cualquier número de capas, pero típicamente tiene entre 1 y 20 capas, más típicamente, 1, 3, 5, 7 ó 9 capas. Las capas son típicamente de una madera barata, pero ventajosamente estable dimensionalmente, tal como álamo. En la industria, el 35 contrachapado está típicamente disponible en una diversidad de espesores, que varían de 3,175 a 25,4 mm (1/8 a 1 pulgada) y es más típicamente material de 9,525, 12,7 ó 19,05 mm (3/8, 1/2 ó 3/4 de pulgada). El espesor se determina generalmente por el número de capas individuales, incluyendo la lámina o láminas de chapa externas.

En algunas realizaciones, no es necesario tener una chapa decorativa en ambos lados. Esto es 40 particularmente cierto cuando una cara no se ve nunca, por ejemplo, en operaciones de solado, en las que se ve una cara y la otra se une a o al menos se coloca sobre un subsuelo. Sin embargo, el suelo de chapas incluye normalmente chapas en ambas caras a fin de que pueda obtenerse la mejor unión entre las tiras de suelo adyacentes.

En algunas realizaciones, la chapa no se aplica a un núcleo de contrachapado, sino más bien a 45 un tablero de partícula, tablero de fibra de densidad media, aglomerado, madera sólida u otro núcleo adecuado.

III. Métodos para Aplicar la Composición de Recubrimiento a la Chapa

La composición de recubrimiento puede aplicarse a la chapa que se recubre por métodos convencionales, tales como recubrimiento con rodillos, pulverización, inmersión o hacer pasar el sustrato 50 a través de un aplicador de rodillos de contacto como se conoce en la técnica. Pueden usarse también

otros métodos para recubrir sustratos con composiciones de recubrimiento superior conocidos en la técnica.

Si se desea la penetración adicional de la composición de recubrimiento, puede precalentarse la composición, la chapa o ambas. Calentando la composición de recubrimiento se reduce la viscosidad y se cree que calentando la chapa se abren la veta y los poros en la madera. 5

IV. Metódos para Curar la Chapa Tratada

Típicamente, se intenta que la chapa recubierta esté sólo parcialmente curada antes de que se aplique al material de la capa central, aunque puede curarse completamente en algunas realizaciones, particularmente en las que se aplica el recubrimiento al material de contrachapado de chapa/núcleo. El grado de curado parcial está típicamente por debajo del 60%. El grado de curado puede controlarse 10 ajustando la temperatura y el tiempo en los que se calienta la chapa recubierta. Estas condiciones de reacción tendrán que ajustarse dependiendo del espesor de la chapa, el grado deseado de curado y los tipos y proporciones de los componentes en la composición de recubrimiento, particularmente la cantidad relativa del iniciador térmico. Sin embargo, aquellos expertos en la materia pueden determinar fácilmente las condiciones de reacción apropiadas par llegar a un nivel de curado deseado. Además, puede 15 optimizarse la cantidad de material resinoso que se absorbe en los poros abiertos y la estructura de la veta controlando las proporciones relativas de los componentes individuales de la composición de recubrimiento, la temperatura de reacción, presiones de los rodillos y tiempos de reacción usados en este proceso.

V. Métodos para Aplicar la Chapa Curada a los Pliegues Internos 20

Una vez que la chapa se recubre y se cura parcialmente, puede aplicarse a la parte superior y, opcionalmente la inferior, de un núcleo de contrachapado. Puede usarse cualquier adhesivo adecuado para adherir la chapa parcialmente curada y el núcleo de contrachapado. En una realización, el adhesivo es un adhesivo basado en urea tal como los conocidos en la técnica de enchapado.

Después de que se aplique la chapa a la capa central, el material se cura mediante la aplicación 25 de calor y/o presión durante un periodo de tiempo adecuado. Típicamente, la temperatura varía entre aproximadamente 93,3ºC (200ºF) y aproximadamente 176,7ºC (350ºF), los intervalos de presión entre aproximadamente 689,5 y aproximadamente 1724 kPa (aproximadamente 100 y aproximadamente 250 psi) y el tiempo varía entre aproximadamente 2 y aproximadamente 5 minutos. Pueden usarse condiciones fuera de estos intervalos. 30

VI. Métodos para Procesar el Contrachapado Resultante

Después de que se haya preparado el contrachapado, puede procesarse usando etapas convencionales, tales como, pero sin limitación, aserrado a un tamaño apropiado, lijado, tinción y acabado. Cuando se usa como suelo, el contrachapado se corta típicamente en longitudes de entre aproximadamente 0,61 m (2 pies) y aproximadamente 2,44 m (8 pies) y anchuras de entre 35 aproximadamente 0,05 m (2 pulgadas) y aproximadamente 0,15 m (6 pulgadas), aunque son aceptables las longitudes y anchuras fuera de estos intervalos. Los métodos para realizar estas operaciones convencionales no son diferentes típicamente a aquéllos que son para contrachapado convencional.

VII. Aspecto Adicional - Mejora de la Estabilidad Dimensional de la Chapa de Madera Fina

Otro aspecto de esta invención se refiere a un método para mejorar la estabilidad dimensional de 40 la madera de chapa fina para prevenir el agrietamiento en la superficie recubierta aplicando un material resinoso diluido en los huecos, grietas de cizalladura y entre vetas y retirando adicionalmente el disolvente seguido del curado del material resinoso por UV y/o por curado térmico. El curado por UV puede conseguirse incorporando cualquiera de los fotoiniciadores descritos en la composición de recubrimiento.

En una realización, las láminas de chapa finas del Norte o de los Apalaches (aunque pueden 45 usarse otras láminas de chapa) se tratan con una mezcla de monómero polietilenglicol/acrilato que contiene una catalizador de radicales libres azo (catalizador que contiene un grupo N=N) en la que la mezcla tiene una viscosidad relativamente baja, que permite que el material resinoso se absorba a través de la chapa y rellene las grietas de cizalladura, huecos abiertos y otros canales paralelos a las vetas.

La chapa tratada puede hacerse pasar a través de un horno de gas para permitir la penetración 50 más profunda del material resinoso y el curado parcial del material resinoso. El tratamiento térmico adicional por laminación finaliza el curado.

De forma similar, la chapa puede tratarse con resinas curables por radiación en un disolvente típicamente volátil adecuado, permitiendo de este modo que el material resinoso se absorba a través de la chapa y rellene las grietas de cizalladura, los huecos abiertos y otros canales paralelos a las vetas. El material resinoso puede curarse mediante un proceso de curado doble que implica iniciadores de radicales libres activados por calor y UV. En esta realización, tras la exposición a radicación UV, en la que 5 el fotoiniciador por UV cataliza el curado en la superficie de la chapa, el calor inicial de la polimerización y las lámparas desde IR a UV proporcionan calor suficiente para activar el curado por peróxido de parte del resto del material resinoso dentro de los huecos y poros. El tratamiento térmico adicional durante la laminación de los tableros de chapa para formar el producto multi-capa final completa el curado del material resinoso en los poros y grietas de cizalladura. El resultado final proporciona una material 10 insoluble en las grietas de cizalladura, huecos abiertos y otros canales paralelos a las vetas. La difusión de la humedad en la madera se limita ahora y por consiguiente se detienen los mecanismos comunes de expansión y contracción de la madera debido a la absorción o pérdida de agua dentro de la célula.

VIII. Aspecto adicional - Tratamiento Sólido & Planchas de Madera Compuestas con Composiciones Sólidas al 100% 15

Otro aspecto de esta invención usa materiales resinosos, curables por UV, sólidos al 100%, que incluyen los monómeros reactivos descritos anteriormente, tales como acrilatos multi-funcionales, acrilatos de uretano, derivados de acrilato de celulosa y combinaciones de los mismos. Estos materiales se recubren con rodillos sobre madera de planchas sin acabar (la madera de plancha puede ser de construcción sólida o compuesta) y curadas por UV. Estas composiciones también incluyen, de forma 20 ventajosa, un fotoiniciador tal como aquéllos descritos anteriormente. La madera tratada se procesa posteriormente en la línea de acabado.

La presente invención se entenderá mejor con referencia a los siguientes ejemplos no limitantes. Cada uno de los ejemplos 1-7 usa el siguiente "Ensayo de Ciclo Modificado para Agrietamiento de Madera/Acabado basado en ASTM D1211" para evaluar las características de rendimiento de los 25 productos acabados.

Este método de ensayo puede usarse para determinar la resistencia al arqueamiento y agrietamiento de recubrimientos curados aplicados a sustratos de madera o contrachapado cuando se someten a cambios repentinos en la temperatura y humedad desde caliente hasta frío, que se considera un ciclo. El ensayo distingue entre ciclos para el arqueamiento o agrietamiento inicial y ciclos para el fallo 30 final. Este ensayo se diseña para acelerar la aparición de arqueamientos o grietas en el producto de madera recubierto acabado. Se proporciona un resumen de resultados para los Ejemplos 1-7 en la Tabla 1, después del Ejemplo 7.

Todas las muestras tienen que ser de 76,2 mm x 381 mm (3" X 15"). Para obtener resultados más representativos se seleccionan varios patrones de veta para el ensayo. Cuando sea posible, se 35 procesan al menos 10 trozos de un ensayo particular para una mejor representación de la muestra.

1. Colocar las muestras en un horno a 48,9ºC (120ºF) durante 1 hora.

2. Colocar inmediatamente las muestras en un congelador ajustado a -20,6ºC (-5ºF). Las muestras tienen que permanecer en el congelador durante 1 hora. Es necesario trasladar las muestras el horno al congelador en menos de 5 minutos. 40

3. Retirar las muestras del congelador y colocarlas en un banco de laboratorio a temperatura ambiente (23,4 +/- 0,6ºC) (75 +/- 3ºF) durante 15 minutos.

4. Verificar visualmente las muestras para observar cualquier arqueamiento o agrietamiento formado al final del ciclo.

Las Etapas 1-4 se repiten hasta que se completa un total de 10 ciclos. 45

Evaluación de grietas y datos presentados:

Todas las grietas se marcan en cada extremo de la grieta y se etiquetan respecto al ciclo en el que aparecen.

No se cuentan las grietas que se propagan dentro de 12,7 mm (1/2") de los extremos del tablero.

Una muestra falla cuando: 50

a) hay 12 grietas con una longitud por encima de 9,525 mm (3/8") de longitud en la muestra;

b) hay 4 grietas por encima de 25,4 mm (1") de longitud en la muestra; o

c) hay 2 grietas por encima de 50,8 mm (2") de longitud en la muestra.

La apariencia global se evalúa como sin agrietamiento, agrietamiento leve, agrietamiento moderado o agrietamiento severo después de que se completen los diez ciclos. 5

Los Ejemplos 1-7 en la Tabla 1 representan la utilidad de la presente invención.

Ejemplos para Chapa de Madera y Estabilización de Madera para Planchas, para Prevenir el Agrietamiento Superficial

Los siguientes ejemplos se desglosan en dos categorías de ejemplos de chapa tratada y ejemplos de plancha acabada en los que la chapa en muchos casos se considera gruesa (4,23 mm) (1/6 10 de pulgada).

Ejemplo 1: Monómero de Acrilato/PEG para estabilizar una chapa de Roble de los Apalaches de 1/6 de pulgada

Se preparó una composición de recubrimiento como se indica a continuación para que tenga una viscosidad a temperatura ambiente (25ºC) (77ºF) de 30 cps. 15

HDDMA (Sartomer SR239): 49,5 g

Polietilenglicol (PEG 600): 49,5 g

Catalizador Vazo 67 (3M): 1,0 g

Esta composición se aplicó a través de un recubridor de rodillos sobre ambos lados de una cara de Chapa de Roble de los Apalaches de 1,22 m x 1,22 m x 4,2 mm (4 pies X 1/6 de pulgada) a un peso de aplicación total de 107,6 g/m2 (10 g/pie cuadrado) 53,8 g/m2 (5 g/pie cuadrado) por lado de la chapa). La muestra de chapa se procesó después adicionalmente a través de un horno de gas ajustado a 76,7ºC (170ºF) durante un periodo de 2,3 minutos. En esta etapa, la mezcla monómero/PEG se curó sólo 20 parcialmente como se indica mediante una superficie ligeramente aceitosa cuando se calentó la superficie. Las planchas se laminaron después en un producto de 3 capas a una temperatura de 126,7ºC (260ºF) durante 5,5 minutos. Durante este intervalo de tiempo, el monómero/PEG se cura completamente dentro de la estructura de veta de la madera. El tablero de madera compuesto, compuesto por la cara de chapa de 4,2 mm (1/6 de pulgada), núcleo de Álamo de 4,2 mm (1/6 de pulgada), Roble o Goma y cara de 25 chapa de 4,2 mm (1/6 de pulgada), se cortaron después en suelo de madera machihembrado de 76,2 mm (3") de ancho, aunque la invención no se limita a ninguna anchura específica. El suelo se recubrió después con recubrimientos acabados existentes para proporcionar la estética final. Se ensayaron diez muestras de suelo de madera mediante una versión modificada del ensayo ASTM D1211-97. Los resultados se dan en la Tabla 1. 30

Ejemplos 2 a 4: Monómero de Acrilato/PEG para estabilizar una chapa de roble de 2,1 mm (1/12 de pulgada)

Se preparó una composición de recubrimiento similar a la del Ejemplo 1 y se aplicó sobre planchas de construcción de 5 capas de roble de los Apalaches, del Norte y del Sur de 2,1 mm (1/12 de pulgada) sin acabar, procesadas y ensayadas de una forma similar al Ejemplo 1. Los resultados de los 35 controles y Ejemplos 13 a 15 se dan en la Tabla 1. Se usaron quince muestras y controles para los Robles de los Apalaches y del Norte; se usaron 22 muestras y controles para el Roble del Sur.

Tabla 1. Resumen de Ejemplos

Ej. Nº: Velocidad de Aplicación g/m2 (g/pie2) Chapa / plancha de Tipo Tablero Nº de Capas del Producto Laminado Ciclos para Primera Grieta (media de 10 muestras) Ciclos para Fallo (media de 10 muestras)

Control: Ninguna Apalaches de 4,2 mm (1/6 de pulgada) 3 capas 3 4,7

1: 53,8 (5) Apalaches de 4,2 mm (1/6 de pulgada) 3 capas 7,5 10,1

Control: 53,8 (5) Apalaches de 4,2 mm (1/12 de pulgada) 5 capas 4,0 7,0

2: 53,8 (5) Apalaches de 4,2 mm (1/12 de pulgada) 5 capas 4,9 8,5

Control: 53,8 (5) Del Norte de 4,2 mm (1/12 de pulgada) 5 capas 4,7 7,7

3: 53,8 (5) Del Norte de 4,2 mm (1/12 de pulgada) 5 capas 4,7 8,7

Control: 53,8 (5) Del Sur de 4,2 mm (1/12 de pulgada) 5 capas 6,6 9,3

4: 53,8 (5) Del Sur de 4,2 mm (1/12 de pulgada) 5 capas 9,7 11

El Ejemplo 1 se recubrió con monómero acrilato/PEG recubriendo con rodillos ambos lados.

Los Ejemplos 2 a 4 se recubrieron con monómero acrilato/PEG recubriendo con rodillos ambos lados. 5

Como se muestra en los Ejemplos, se aplica menos de 215,3 g/m2 (20 gramos/pie cuadrado) del material resinoso al componente de madera y, por tanto, el componente comprende menos de 215,3 g/m2 (20 gramos/pie cuadrado) del producto curado. En algunos casos, se aplica menos de 161,5 g/m2 (15 gramos/pie cuadrado) del material resinoso y, en otros casos, se aplican menos de 129,2 g/m2 (12 gramos/pie cuadrado) del material resinoso. Cuando se usa el proceso de impregnación al vacío de la técnica anterior, se impregna de aproximadamente el 28% a aproximadamente el 30% en peso de un componente de roble en el componente de roble. El arce absorbe aproximadamente el 50% en peso del material resinoso en el proceso al vacío de la técnica anterior y el tilo absorbe aproximadamente del 120% a aproximadamente el 150% en peso del material resinoso.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para producir un producto de madera que comprende:

- seleccionar un componente de madera, seleccionado entre el grupo que consiste en una chapa y una plancha, teniendo el componente de madera una primera superficie principal y una segunda superficie principal opuesta, 5

- aplicar una composición a la primera superficie del componente de madera, y después

- realizar una etapa adicional seleccionada entre el grupo que consiste en secado, curado al menos parcialmente y una combinación de los mismos,

con lo que la composición penetra en una parte del componente de madera adyacente a la primera superficie, 10

en el que la composición comprende una mezcla de un polietilenglicol y di(met)acrilato de hexanodiol, y en el que el componente de madera se somete a una presión no menor que la ambiental desde el momento en que se aplica la composición a la primera superficie hasta que se realiza la etapa adicional.
2. El proceso de la reivindicación 1, en el que la composición comprende adicionalmente un iniciador de radicales libres. 15
3. El proceso de la reivindicación 2, en el que el iniciador se selecciona entre el grupo que consiste en iniciadores térmicos, fotoiniciadores y combinaciones de los mismos.
4. El proceso de la reivindicación 3, en el que la composición comprende un iniciador térmico y un fotoiniciador, y la composición que se somete tanto a calor como a radiación para curar, al menos parcialmente, la composición. 20
5. El proceso de la reivindicación 1, en el que la parte del componente de madera adyacente a la segunda superficie está sustancialmente libre de la composición.
6. El proceso de la reivindicación 1, en el que la composición comprende adicionalmente un agente de tinción.
7. El proceso de la reivindicación 1, en el que la segunda superficie del componente de madera se 25 lamina a otra capa.
8. El proceso de la reivindicación 7, en el que la segunda superficie del componente de madera se lamina a otra capa antes de aplicar la composición al componente de madera.
9. El proceso de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente la aplicación y curado de un recubrimiento superior de alto rendimiento sobre la primera superficie después de que se seque la 30 composición o se cure al menos parcialmente.
10. El proceso de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente aplicar un recubrimiento seleccionado entre el grupo que consiste en un recubrimiento de tinción, un recubrimiento de relleno y una combinación de los mismos a la primera superficie.
11. El proceso de la reivindicación 1, en el que se usa un recubridor de tres rodillos para aplicar la 35 composición a la primera superficie, comprendiendo el recubridor de tres rodillos un rodillo dosificador, un rodillo aplicador y un rodillo limpiador, siendo la proporción de la velocidad superficial del rodillo dosificador respecto a la velocidad superficial del rodillo aplicador de al menos 1:5 y no más de 1:20, girando el rodillo limpiador en la dirección opuesta del rodillo aplicador, siendo la proporción de la velocidad superficial del rodillo aplicador respecto a la velocidad superficial del rodillo limpiador de al 40 menos 1:1.
12. El proceso de la reivindicación 1, en el que el polietilenglicol tiene un peso molecular medio entre aproximadamente 200 y aproximadamente 2000.
13. El proceso de la reivindicación 1, en el que la composición comprende adicionalmente un monómero de acrilato multifuncional. 45
14. El proceso de la reivindicación 1, en el que la composición comprende adicionalmente un

segundo monómero reactivo.
15. El proceso de la reivindicación 3, en el que el iniciador de radicales libres activado térmicamente es un iniciador de radicales libres activado térmicamente derivado de azo o peróxido.
16. El proceso de la reivindicación 1, en el que el componente de madera se calienta antes de la aplicación de la composición. 5
17. Un producto de suelo de madera que comprende un componente seleccionado entre el grupo que consiste en una primera lámina de chapa y una plancha, teniendo el componente una primera superficie y una segunda superficie,

caracterizado por que

la parte del componente adyacente al menos a la primera superficie comprende un producto curado de un 10 polietilenglicol y di(met)acrilato de hexanodiol, y

en el que la concentración del producto curado en las partes del componente adyacente a la primera superficie y adyacente a la segunda superficie, es al menos dos veces tan grande como la concentración media del producto curado en la parte central del componente.
18. El producto de suelo de madera de la reivindicación 17, en el que la parte del producto curado 15 adyacente a la primera superficie comprende adicionalmente un iniciador de radicales libres.
19. El producto de suelo de madera de la reivindicación 18, en el que el iniciador se selecciona entre el grupo que consiste en iniciadores térmicos, fotoiniciadores y combinaciones de los mismos.
20. El producto de suelo de madera de la reivindicación 17, en el que la parte del producto curado adyacente a la primera superficie del componente comprende, adicionalmente, un agente de tinción. 20
21. El producto de suelo de madera de la reivindicación 17, en el que el componente es una primera lámina de chapa y el producto de suelo de madera comprende adicionalmente un sustrato, adhiriéndose la segunda superficie de la lámina de chapa al sustrato.
22. El producto de suelo de madera de la reivindicación 21, que comprende adicionalmente una segunda lámina de chapa adherida al sustrato opuesto a la primera lámina de chapa, teniendo la segunda 25 lámina de chapa una primera superficie y una segunda superficie, adhiriéndose la segunda superficie de la segunda lámina de chapa al sustrato, comprendiendo la parte de la segunda lámina de chapa adyacente a la primera superficie de la segunda lámina de chapa el producto curado.
23. El producto de suelo de madera de la reivindicación 22, en el que la parte de la segunda lámina de chapa adyacente a la segunda superficie de la segunda lámina de chapa está sustancialmente libre del 30 producto curado.
24. El producto de suelo de madera de la reivindicación 17, en el que la concentración del producto curado en la parte del componente adyacente a la primera y la segunda superficie es al menos tres veces tan grande como la concentración media del producto curado en la parte central del componente.
25. El producto de suelo de madera de la reivindicación 24, en el que la concentración del producto 35 curado en la parte del componente adyacente a la primera y la segunda superficie es al menos cinco veces tan grande como la concentración media del producto curado en la parte central del componente.
26. El producto de suelo de madera de la reivindicación 17, en el que la parte central del componente está sustancialmente libre del producto curado.
27. El producto de suelo de madera de la reivindicación 22, en el que la concentración del producto 40 curado en la parte de la chapa adyacente a la primera superficie y adyacente a la segunda superficie de la chapa es al menos dos veces tan grande como la concentración media del producto curado en la parte central de la segunda chapa.
28. El producto de suelo de madera de la reivindicación 22, en el que la parte central de la segunda chapa está sustancialmente libre del producto curado. 45
29. El producto de suelo de madera de la reivindicación 17, en el que el componente comprende menos de 215,3 g/m2 (20 gramos/pie cuadrado) del producto curado.
30. El producto de suelo de madera de la reivindicación 29, en el que el componente comprende menos de 161,5 g/m2 (15 gramos/pie cuadrado) del producto curado.
31. El producto de suelo de madera de la reivindicación 30, en el que el componente comprende menos de 129,2 g/m2 (12 gramos/pie cuadrado) del producto curado.
32. El producto de suelo de madera de la reivindicación 17; en el que la parte del componente de 5 madera adyacente a la segunda superficie está sustancialmente libre del producto curado.