ES2714849T3 - Procedimiento para la determinación de la resistencia a la abrasión de al menos una capa de desgaste dispuesta sobre una placa de soporte - Google Patents

Procedimiento para la determinación de la resistencia a la abrasión de al menos una capa de desgaste dispuesta sobre una placa de soporte Download PDF

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Abstract

Procedimiento para la determinación de la resistencia a la abrasión de al menos una capa de desgaste dispuesta sobre una placa de soporte, comprendiendo los pasos - registrar al menos un espectro de NIR de la capa de desgaste dispuesta sobre la al menos una placa de soporte a) antes del endurecimiento de la al menos una capa de protección contra el desgaste, b) tras el endurecimiento de la al menos una capa de desgaste, o c) antes y tras el endurecimiento de la al menos una capa de desgaste con la placa de soporte mediante el uso de al menos un detector de NIR en un intervalo de longitud de onda de entre 500 nm y 2500 nm, preferentemente de entre 700 nm y 2000 nm, en particular preferentemente de entre 900 nm y 1700 nm; - determinar la resistencia a la abrasión de la al menos una capa de desgaste mediante comparación del espectro de NIR calculado para la resistencia a la abrasión que va a determinarse de la al menos una capa de desgaste con al menos un espectro de NIR calculado para al menos una muestra de referencia de la al menos una capa de desgaste, con resistencia a la abrasión conocida, mediante un análisis de datos multivariante (MDA), habiéndose determinado antes el al menos un espectro de NIR calculado para la al menos una muestra de referencia con resistencia a la abrasión conocida de la al menos una capa de desgaste a) tras el endurecimiento, o b) antes y tras el endurecimiento, mediante el uso del mismo detector de NIR en un intervalo de longitud de onda de entre 500 nm y 2500 nm, preferentemente de entre 700 nm y 2000 nm, en particular preferentemente de entre 900 nm y 1700 nm.

Description

DESCRIPCION
Procedimiento para la determination de la resistencia a la abrasion de al menos una capa de desgaste dispuesta sobre una placa de soporte
La presente invention se refiere a un procedimiento para la determinacion de la resistencia a la abrasion de al menos una capa de desgaste dispuesta sobre una placa de soporte segun el preambulo de la reivindicacion 1, al uso de un detector de NIR para la determinacion de la resistencia a la abrasion de la capa de desgaste aplicada sobre una placa de soporte segun la reivindicacion 14.
Descripcion
Las placas de material derivado de la madera como materiales de soporte se emplean en los mas diversos campos y estan muy extendidas. De este modo, las placas de material derivado de la madera se conocen, entre otras cosas, por el uso como paneles para suelos, por ejemplo en forma de suelos laminados. Las placas de material de este tipo se producen habitualmente a partir de fibras de madera, virutas de madera o hebras. En el caso de los suelos laminados se usan por ejemplo placas de HDF producidas a partir de fibras de madera con decoraciones variadas. En particular en el caso del uso de placas de material derivado de la madera como suelos laminados es deseable y necesario proteger las superficies decorativas mediante la aplicacion de capas de desgaste adecuadas contra la abrasion y el deterioro. Como capas de desgaste se usan en particular lacas endurecibles basadas en resina acrilica, resina epoxidica o resinas de melamina.
Para mejorar las propiedades en lo que se refiere a la resistencia al desgaste y la resistencia al rayado es conocido incluir en estas capas de resina particulas adecuadas en un rango de tamanos de 25 nm a 150 |jm. En este caso, las particulas mas grandes sirven para mejorar la resistencia al desgaste por abrasion y las particulas mas pequenas para mejorar la resistencia al rayado. Como particulas pueden emplearse por ejemplo nanoparticulas de carburo de silicio, dioxido de silicio u oxido de a-aluminio. De manera correspondiente, en la production de suelos laminados es un criterio decisivo para garantizar la calidad, la determinacion de la resistencia a la abrasion de la capa de desgaste endurecida.
Existen esencialmente dos posibles planteamientos para la produccion de una capa de desgaste sobre una placa de soporte adecuada. De este modo, la capa de desgaste puede consistir en una estructura de papel o en una estructura de liquido. En el caso de una estructura de papel, la capa de desgaste consiste en un delgado papel transparente, el cual esta cargado con una resina termoendurecible, tal como por ejemplo, una resina de melaminaformaldehido y particulas inhibidoras del desgaste. En el caso de una estructura de liquido, la capa de desgaste comprende una capa de resina, la cual puede contener tambien particulas inhibidoras del desgaste, como por ejemplo particulas de corindon, asi como otros agentes auxiliares, como por ejemplo esferas de vidrio o celulosa. En el caso de la estructura de papel, la capa de desgaste se coloca entonces con un pliego decorativo tambien impregnado sobre el lado superior de una placa de material derivado de la madera o en el caso de la estructura de liquido se aplica la capa de resina que contiene particulas inhibidoras del desgaste sobre una placa ya imprimada e impresa o tambien sobre una capa de papel ya dispuesta sobre la placa, en forma liquida y se seca.
La resistencia a la abrasion de estas capas de desgaste depende principalmente de la cantidad de las particulas resistentes al desgaste incorporadas en la capa de desgaste. En el caso de la estructura de papel, las particulas inhibidoras del desgaste se esparcen sobre el papel durante la impregnation o se aplica o aplica mediante laminado una pasta de resina con contenido de corindon. La determinacion de la cantidad aplicada de particulas resistentes a la abrasion puede producirse en este caso mediante metodos sencillos, tal como por ejemplo la incineration del revestimiento, y concretamente antes de aplicarse el papel de revestimiento sobre la placa de soporte.
No obstante, en el caso de una capa de desgaste en la estructura de liquido, este metodo no puede emplearse, dado que las particulas inhibidoras del desgaste se aplican junto con la resina liquida sobre una placa ya imprimada e impresa y se secan. La determinacion de la cantidad de particulas resistentes al desgaste por medio de incineracion del recubrimiento es dificil debido a la capa de imprimacion aplicada, la cual contiene los pigmentos inorganicos.
Una posibilidad de la determinacion de cantidades de particulas resistentes a la abrasion en una capa de desgaste en forma de una estructura de liquido consiste en el calculo de la cantidad de particulas de sustancia solida en la cantidad de resina liquida aplicada determinada por pesaje, partiendo de la cantidad conocida de particulas de sustancia solida (por ejemplo, particulas de corindon) en una preparation de resina, lo cual sin embargo no ha de corresponderse necesariamente con el valor real de la cantidad de particulas de sustancia solida en el recubrimiento.
Un planteamiento adicional de la determinacion de la resistencia a la abrasion de capas de protection endurecidas sobre suelos de laminado es posible segun la norma DIN EN 13329:2009 (D). En este caso se examina la capacidad de resistencia de la capa de cubierta o capa de desgaste contra un desgaste por rozamiento. Se recortan muestras (por ejemplo con un tamano de 10 cm x 10 cm) de la placa que va a examinarse o del patron que va a examinarse. Estas muestras se sujetan en un dispositivo de prueba, en el cual se encuentran dos brazos pivotantes con rodillos de friction moviles y una pesa (500 g). Los rodillos de friction estan forrados con papel abrasivo normalizado. Las muestras sujetadas rotan bajo las ruedas de friccion. Cada 200 revoluciones se reemplaza el papel abrasivo y se comprueba el desgaste de la superficie. La prueba finaliza cuando en tres cuadrantes del cuerpo de muestra puede verse el sustrato (papel de base de impresion, capa de imprimacion) con un tamano de correspondientemente 0,6 mm2. El numero de revoluciones necesario para exponer la decoracion se indica como el resultado. En la norma DIN EN 13329 se clasifican las siguientes clases de abrasion y se definen conforme a solicitacion creciente:
Figure imgf000003_0002
Siguiendo esta definicion, la clase de abrasion AC1 requiere unicamente alrededor de las 900 revoluciones para exponer la decoracion. De manera correspondiente, una capa de desgaste de la clase de abrasion AC1 presenta la menor resistencia a la abrasion.
El procedimiento de prueba normalizado descrito, requiere sin embargo mucho tiempo y proporciona solo valores individuales, los cuales no permiten una indicacion de la totalidad de la amplitud de produccion. De este modo, los cuerpos de muestra tienen un tamano de solo 10 cm x 10 cm y se extraen habitualmente solo de algunos puntos de la placa de produccion. Para poder realizar una declaration sobre la totalidad de la placa de produccion, la placa deberia dividirse en una pluralidad de cuerpos de muestra y examinarse.
La comprobacion es sin embargo, debido al costoso papel abrasivo de prueba, muy costosa, y dura ademas de ello en las clases de abrasion superiores en parte varias horas. La comprobacion de una muestra con la clase de abrasion AC4 dura por ejemplo al menos 90 minutos y cuesta al menos 20 euros (solo tiras de papel abrasivo gastadas). En las lineas de produccion se comprueban los productos en el marco de la supervision de la calidad a modo de muestras aleatorias al menos tres veces al dia en lo referente a la resistencia al desgaste. En una comprobacion de la resistencia a la abrasion se evaluan tres muestras (segun DIN EN 13329).
En la siguiente tabla se resume el esfuerzo minirno de tiempo y costes para la comprobacion de la resistencia al desgaste en un dia en una instalacion de produccion segun DlN EN 13329 para un producto con la clase de abrasion AC4:
Figure imgf000003_0001
Como consecuencia de ello el control rutinario de la resistencia al desgaste en una instalacion de produccion requiere al dia 7,5 horas y los costes de produccion ascienden a al menos 180 euros.
La determination de una resistencia a la abrasion mediante el uso de un cuerpo de friccion se conoce por ejemplo tambien de la solicitud de patente DE 102009037541 A1.
En particular, en el caso del uso de una estructura de liquido de una capa de desgaste (es decir, en el caso de la aplicacion liquida de resina y particulas resistentes a la abrasion) pueden producirse mediante las variaciones de parametros de produccion oscilaciones indeseadas en la aplicacion y con ello oscilaciones en la resistencia al desgaste. De este modo, por ejemplo mediante la disminucion permanente y la dosificacion posterior en los recipientes de aplicacion, es posible un cambio de viscosidad del medio de aplicacion. Tambien las oscilaciones de temperatura y el desgaste de los cilindros de aplicacion pueden influir negativamente en la aplicacion. Ademas de ello, un valor de abrasion oscilante puede resultar de una cantidad de aplicacion irregular, asi como de una distribucion irregular de las sustancias solidas en la capa de desgaste.
Dado que en el caso del material de soporte se trata en el presente caso en particular de materiales derivados de la madera, en particular de placas de fibras de densidad media o alta, tal como ya se ha descrito anteriormente, no pueden usarse procedimientos, los cuales se usen por ejemplo, en la impregnation de papel. De esta manera, se opone al uso de radiation IR, el hecho de que no es posible una penetration de radiation a traves del material de soporte. Otras tecnologias, tal como la fluorescencia de rayos X, pueden emplearse de igual manera solo de forma limitada, dado que estas requieren elevados estandares de seguridad en lo que se refiere a la protection contra los rayos.
La presente invention se basa por lo tanto en la tarea tecnica de poner a disposition un procedimiento sencillo, pero eficiente, con el cual pueda determinarse y predecirse con suficiente precision la resistencia a la abrasion de una placa de soporte (en particular una placa de material derivado de la madera) provista de una capa de desgaste. La determinacion de la resistencia a la abrasion de la capa de desgaste ha de ser posible en este caso tanto tras la compresion y endurecimiento de la capa de desgaste y placa de soporte a traves de la capa de desgaste endurecida, como tambien antes de la compresion y el endurecimiento de la capa de desgaste. Ademas de ello, el procedimiento no deberia requerir estandares de seguridad altos en lo referente a la tecnologia de instalacion y presentar una tendencia a fallos lo mas reducida posible.
La tarea propuesta se soluciona segun la invencion mediante un procedimiento con las caracteristicas de la reivindicacion 1.
Segun esto, se pone a disposicion un procedimiento para la determinacion de la resistencia a la abrasion de al menos una capa de desgaste dispuesta sobre una placa de soporte. El presente procedimiento comprende en este caso los siguientes pasos:
- registrar al menos un espectro de NIR de la capa de desgaste dispuesta sobre la al menos una placa de soporte a) antes del endurecimiento de la al menos una capa de desgaste,
b) tras el endurecimiento de la al menos una capa de desgaste, o
c) antes y tras el endurecimiento de la al menos una capa de desgaste mediante el uso de al menos un detector de NIR en un intervalo de longitud de onda de entre 500 nm y 2500 nm, preferentemente entre 700 nm y 2000 nm, en particular preferentemente entre 900 nm y 1700 nm;
- determinar la resistencia a la abrasion de la al menos una capa de desgaste mediante comparacion del espectro de NIR calculado para la resistencia a la abrasion que va a determinarse de la al menos una capa de desgaste, con al menos un espectro de NIR calculado para al menos una muestra de referencia de la al menos una capa de desgaste con resistencia a la abrasion conocida, mediante un analisis de datos multivariante (MDA), - habiendose determinado antes el al menos un espectro de NIR calculado para la al menos una muestra de referencia con resistencia a la abrasion conocida de la al menos una capa de desgaste a) tras el endurecimiento, o b) antes y tras el endurecimiento mediante el uso del mismo detector de NIR en un intervalo de longitud de onda de entre 500 nm y 2500 nm, preferentemente entre 700 nm y 2000 nm, en particular preferentemente entre 900 nm y 1700 nm.
El presente procedimiento permite por consiguiente la determinacion de la resistencia a la abrasion de una capa de desgaste dispuesta sobre una placa de soporte, representando la resistencia a la abrasion en particular una funcion de la cantidad de particulas resistentes a la abrasion contenida en la capa de desgaste.
Un aspecto esencial del presente procedimiento es que la resistencia a la abrasion de la capa de desgaste se determina tanto antes del endurecimiento de la capa de proteccion contra el desgaste, tras el endurecimiento de la capa de proteccion contra el desgaste, como tambien de manera combinada (doblemente) antes y tras el endurecimiento de la capa. Con el uso del detector de NIR se genera con ayuda de radiacion NIR, un espectro de NIR de la capa de desgaste aplicada sobre la placa de soporte, de modo que para la capa aplicada, en funcion de la concentracion y cantidad de la misma, se genera un espectro de NIR con picos especificos (bandas de absorcion). En este caso se irradia la senal de NIR en la muestra, se refleja de nuevo en el soporte y se detecta en el cabezal de medicion. Durante esta medicion, en unos pocos segundos se llevan a cabo varios cientos de mediciones de NIR (por ejemplo, en un segundo hasta 15 mediciones de NIR), de modo que se garantiza un aseguramiento estadistico de los valores. El presente procedimiento para la determinacion de la resistencia a la abrasion de una capa de desgaste dispuesta sobre una placa de soporte mediante el uso de un detector de NIR aprovecha el hecho de que la radiacion NIR no pasa a traves de la totalidad de la placa de soporte, es decir, a traves de capa de desgaste y placa de soporte, sino que se refleja en la superficie. En el presente caso se produce en particular en el caso de una capa de desgaste la medicion de NIR en reflexion difusa. En el caso de la reflexion difusa se refleja la luz incidente en su mayor parte en la superficie de muestra en todas direcciones. Una parte de la luz incidente atraviesa las capas proximas a la superficie, de la muestra, donde es absorbida, y la otra parte se dispersa de manera difusa. La radiacion reflejada por la superficie o por la zona proxima a la superficie es detectada por el detector de NIR y se usa para la determinacion de la resistencia a la abrasion. El espectro de NIR registrado contiene ademas de la informacion referente a las propiedades quimicas de la muestra de la absorcion mediante enlaces quimicos, por ejemplo, en la resina, tambien informaciones sobre la naturaleza fisica de las capas de superficie exteriores de la muestra a partir de la dispersion.
En una primera variante de realizacion del presente procedimiento se determina la resistencia a la abrasion de la al menos una capa de desgaste antes del endurecimiento de la capa de desgaste en, es decir, en linea, la linea de produccion de las placas de material de trabajo. En esta variante en linea se determina de esta manera la resistencia a la abrasion en el proceso de produccion en marcha. Esto posibilita un control y una actuacion directos en el proceso de produccion.
En una segunda variante del presente procedimiento, que no forma parte de la invencion, se determina la resistencia a la abrasion de la al menos una capa de desgaste tras el endurecimiento de la capa de desgaste fuera (es decir, fuera de linea) de la linea de produccion de las placas de material de trabajo. En esta variante se retira o excluye por lo tanto una placa de material de trabajo terminada de comprimir y endurecida de la linea de produccion y se mide fuera de linea, por ejemplo en un laboratorio separado en el marco de un control de calidad rutinario.
Esta variante para la comprobacion de la resistencia al desgaste de un revestimiento endurecido sobre una placa de material de trabajo, como por ejemplo una placa HDF con la ayuda de espectroscopia de NIR, ofrece una alternativa a la comprobacion que requiere mucho tiempo e intensiva en costes que se ha descrito arriba, de la resistencia contra abrasion segun DIN EN 13329. De esta manera, la comprobacion de la resistencia al desgaste se produce con la ayuda de un dispositivo de medicion de laboratorio de NIR en menos de un minuto, lo cual permite una alta capacidad de muestras. La medicion es ademas de ello libre de destruccion. Los resultados de medicion se memorizan automaticamente en forma electronica y se encuentran a disposicion para su eventual uso posterior. Ademas de ello, pueden comprobarse muestras de varias instalaciones en un corto tiempo en lo que se refiere a la resistencia al desgaste. Tambien se reducen, en caso de reemplazarse la comprobacion de la resistencia al desgaste segun DIN EN 13329 en el marco del aseguramiento de calidad rutinario por la medicion de NIR, los costes de material y el tiempo para la realizacion de la comprobacion y aumenta claramente el alcance de las pruebas aleatorias. La comprobacion que requiere tiempo e intensiva en costes, de la resistencia contra la abrasion segun DIN EN 13329, se usa solo para la calibracion y la validation del metodo de medicion de NIR.
Otro aspecto esencial en esta comprobacion es que se reducen claramente los errores o las oscilaciones de los resultados de medicion mediante la evaluation subjetiva del evaluador. Estas oscilaciones pueden encontrarse perfectamente en /- el 20 %. Esto viene dado por un lado por la dificil estimation de la magnitud del dano del PI (punto inicial = primer ataque = primer dano visible de la decoration con un tamano de 0,6 mm2) y por otro lado por la estimacion incorrecta de la magnitud de la zona que ha sufrido abrasion. Las oscilaciones en la comprobacion de la resistencia a la abrasion mediante dispositivo Taber Abraser (DIN EN 13329) pueden ser incluso en el caso de varios cuerpos de muestra de una muestra muy grandes (de hasta 30 %). Ademas de ello, con el metodo nuevo se eliminan todas las oscilaciones del medio de comprobacion tira de abrasion y del dispositivo Taber Abraser (dureza Shore rodillos de goma, mal posicionamiento aspirador, etc.). Tambien se suprime el aclimatado (24 h) previsto segun norma para la comprobacion. Es conocido que esto tienen una influencia decisiva en el resultado de la prueba. El dispositivo de medicion de NIR presenta tras la calibracion un error u oscilacion claramente mas reducidos de los valores de medicion de < 10 %.
En una tercera variante del presente procedimiento se determina la resistencia a la abrasion de la al menos una capa de desgaste antes del endurecimiento de la capa de desgaste dentro de la linea de production y tras el endurecimiento de la capa de desgaste fuera de la linea de produccion. En esta segunda variante de procedimiento se produce de esta manera una combination de en linea (antes del endurecimiento) y fuera de linea (tras el endurecimiento, por ejemplo, como medicion de laboratorio). En este caso es ventajoso que las acciones de control posibles de manera permanente con la medicion en linea dentro del proceso de produccion en marcha experimentan con la medicion de laboratorio posterior un tipo de comprobacion complementaria/verificacion. Esto es de notable importancia en particular en procesos complejos.
En una forma de realization preferente del presente procedimiento la muestra de referencia comprende con resistencia a la abrasion conocida de la capa de desgaste, una capa de desgaste aplicada sobre una placa de soporte, siendo la placa de soporte y la capa de desgaste de la muestra de referencia iguales a las de la muestra a medir a partir de placa de soporte y capa de desgaste; es decir, la composition de la muestra a medir y de la muestra de referencia son iguales.
En otra forma de realizacion del presente procedimiento la determination de la resistencia a la abrasion de la capa de desgaste de la muestra de referencia se produce antes o tras el endurecimiento de la misma mediante al menos una muestra individual retirada de la muestra de referencia. En este caso es preferente cuando la resistencia a la abrasion de la capa de desgaste de la muestra de referencia se determina mediante al menos una, preferentemente al menos cuatro o mas muestras individuales retiradas de la muestra de referencia. En este caso la determinacion de la resistencia a la abrasion de las muestras individuales de la muestra de referencia se produce en particular segun DIN EN 13329:2009 (D).
En correspondencia con el presente procedimiento la calibracion se produce mediante el registro de un espectro de NIR de una placa de soporte revestida de una capa de desgaste, de dos maneras.
En una primera variante se lleva a cabo el calibrado mediante una placa de soporte provista de la capa de desgaste, y ya comprimida y endurecida. Para el calibrado se registran de muestras con diferentes decoraciones y grosores de placa espectros de NIR con un dispositivo de NIR. Tras el registro de los espectros de NIR se determinan las muestras en lo referente a su resistencia a la abrasion (segun el procedimiento estandar DIN EN 13329 (por ejemplo, DIN EN 13329:2009, D).
En una segunda variante la calibracion se produce antes del endurecimiento y compresion, es decir, mediante una placa de soporte revestida, pero aun no endurecida ni comprimida, la cual se examina tras el proceso de prensado y endurecimiento en lo que se refiere a la resistencia a la abrasion, y se lleva a cabo de la siguiente manera: se reviste una placa de soporte (por ejemplo una placa de soporte de material derivado de la madera) imprimada previamente e impresa, de una capa de desgaste que contiene particulas resistentes a la abrasion. Antes del proceso de prensado y endurecimiento se registra un espectro de NIR de la placa provista de la capa de desgaste. A continuation, se produce una compresion de la placa, por ejemplo en una prensa de ciclo corto, produciendose un endurecimiento completo de la capa de protection contra el desgaste. Tras el enfriamiento de la placa provista de la capa de desgaste se extraen varias muestras individuales para el examen de la resistencia a la abrasion, teniendo lugar la extraction de las muestras individuales para el examen de la resistencia a la abrasion, produciendose la extraction de las muestras individuales para la comprobacion de la resistencia a la abrasion preferentemente en los puntos de la placa de material derivado de la madera revestida, en los cuales se registro previamente el espectro de NIR. La determination de la resistencia a la abrasion de las muestras individuales se produce segun el procedimiento estandar descrito anteriormente DIN EN 13329:2009 (D) para suelos laminados.
A partir de los valores de abrasion correspondientemente determinados se forma un valor medio, el cual se asigna al correspondiente espectro de NIR. De esta manera se registran varios espectros de referencia de placas revestidas de decoraciones de diferente color. A partir de los espectros de referencia se crea un modelo de calibration que puede usarse para la determinacion de la resistencia a la abrasion de una muestra desconocida. En el caso de decoraciones muy diferentes en color es concebible tambien formar en cada caso agrupaciones de decoraciones que presentan una clasificacion de colores similar. La creation del modelo de calibracion se produce por medio de analisis de datos multivariante (MDA), llevandose a cabo una comparacion y la interpretation de los espectros de NIR de manera conveniente a traves de todo el intervalo espectral registrado. En el caso de metodos de analisis multivariante normalmente se examinan al mismo tiempo varias variables estadisticas. Para ello se reduce el numero de variables contenido en un conjunto de datos, sin reducir al mismo tiempo la information contenida en los mismos.
En el presente caso, el analisis de datos multivariante se produce a traves del procedimiento de minimos cuadrados parciales (Partial Least Squares) (regresion PLS), mediante lo cual puede crearse un modelo de calibracion adecuado. La evaluation de los datos obtenidos se efectua de manera preferente con un software de analisis adecuado, tal como por ejemplo con el software de analisis SIMCA-P de la empresa Umetrix AB o The Unscrambler de la empresa CAMO.
Una ventaja de la determinacion de un espectro de NIR para la determinacion de la resistencia a la abrasion de capas de desgaste consiste en que el detector de NIR puede recorrer toda la achura de la placa y puede analizar determinadas zonas problematicas. Ademas de ello, los valores de medicion se encuentran disponibles de inmediato y permiten una intervention directa en el proceso de production, lo cual no es posible sin mas en otros procedimientos. El presente procedimiento permite el uso de un sistema regulado automaticamente con mensaje de alarma y la adaptation automatica de la resistencia a la abrasion del producto mediante una adaptation automatica de la cantidad de aplicacion de particulas resistentes a la abrasion, a partir de una medicion de NIR.
Por lo tanto, para el presente procedimiento resulta una serie de ventajas: determinacion continua sin destruction de la resistencia a la abrasion de la capa de proteccion contra el desgaste, y sistema regulado automaticamente con mensaje de alarma y una medicion por la totalidad de la anchura de produccion.
En una forma de realization del presente procedimiento, la al menos una capa de desgaste esta seleccionada del grupo que contiene
a) al menos una capa protectora termoendurecible, y/o
b) al menos una capa protectora endurecible mediante UV y/o endurecible mediante electrones (ESH).
En una forma de realizacion particularmente preferente del presente procedimiento se usa una capa de resina termoendurecible a) como capa de desgaste. La capa de resina termoendurecible puede contener en este caso ademas de las particulas resistentes a la abrasion, fibras naturales y/o sinteticas y tambien otros aditivos. Una capa de resina termoendurecible de este tipo se denomina tambien como revestimiento liquido. La resina termoendurecible es preferentemente una resina que contiene formaldehido, en particular una resina de melaminaformaldehido, una resina de melamina-urea-formaldehido o una resina de urea-formaldehido.
Las particulas resistentes a la abrasion contenidas en la al menos una capa de desgaste, tal como la capa de resina termoendurecible, se seleccionan en particular del grupo que contiene oxidos de aluminio (por ejemplo, corindon), carburos de boro, dioxidos de silicio (por ejemplo, esferas de vidrio), carburos de silicio.
Como se ha mencionado, la capa de desgaste puede contener por ejemplo en forma de una capa de resina termoendurecible tambien fibras naturales o sinteticas, seleccionadas del grupo que contiene fibras de madera, fibras de celulosa, fibras de celulosa parcialmente blanqueadas, fibras de lana, fibras de canamo y fibras polimericas organicas o inorganicas. Como aditivos adicionales pueden anadirse agentes ignifugos y/o sustancias luminiscentes. Los agentes ignifugos adecuados pueden estar seleccionados del grupo que contiene fosfatos, boratos, en particular polifosfato de amonio, tris(tribromoneopentil)fosfato, borato de zinc o complejos de acido borico de alcoholes polivalentes. Como sustancias luminiscentes pueden emplearse sustancias fluorescentes o fosforescentes, en particular sulfito de zinc y aluminatos alcalinos.
Un procedimiento para la produccion de una capa de desgaste en forma de una capa de resina termoendurecible (revestimiento liquido) se describe, entre otros, en el documento EP 2338693 A1. En el ejemplo que se describe en el mismo se produce en primer lugar tras limpieza de la superficie de una placa de material derivado de la madera, la aplicacion de una primera capa de resina superior, la cual contiene particulas resistentes a la abrasion (por ejemplo particulas de corindon), sobre una placa de material derivado de la madera como placa de soporte, un secado de esta primera capa de resina, por ejemplo, hasta una humedad residual del 3-6 % en peso, aplicacion posterior de una segunda capa de resina, la cual contiene fibras de celulosa, sobre la placa de material derivado de la madera, secado o secado parcial repetido de la segunda capa de resina, por ejemplo, hasta una humedad residual del 3-6 % en peso, aplicacion de una al menos tercera capa de resina que contiene particulas de vidrio sobre la placa de material derivado de la madera con posterior secado parcial de la tercera capa de resina, por ejemplo igualmente hasta una humedad residual del 3-6 % en peso y una compresion final de la estructura de capas bajo la influencia de presion y temperatura.
De manera correspondiente, la al menos una capa de desgaste, por ejemplo en forma de la capa de resina termoendurecible que aqui se describe, puede comprender al menos dos estratos, preferentemente al menos tres estratos aplicados uno tras otro. En este caso la cantidad de aplicacion de los estratos es igual o diferente y puede ser correspondientemente de entre 1 y 50 g/m2, preferentemente de entre 2 y 30 g/m2, en particular de entre 5 y 15 g/m2.
El revestimiento se aplica preferentemente sobre el lado superior de la placa de material derivado de la madera; sobre el lado posterior de la placa de material derivado de la madera se produce preferentemente la aplicacion de una capa de compensacion liquida.
Segun la variante b) de la presente capa de protection contra el desgaste esta previsto que esta se presente en forma de una capa protectora endurecible mediante UV y/o endurecible mediante radiation de electrones (ESH). Para ello pueden emplearse en particular lacas con contenido de acrilato endurecibles por radiacion. Normalmente las lacas endurecibles por radiacion usadas como capa de desgaste contienen metacrilatos, tales como por ejemplo (met)acrilatos de poliester, (met)acrilatos de polieter, epoxi(met)acrilatos o (met)acrilatos de uretano. Es concebible tambien que el acrilato usado o la laca que contiene acrilato contenga monomeros, oligomeros y/o polimeros sustituidos o no sustituidos, en particular en forma de acido acnlico, eter acnlico y/o monomeros, oligomeros o polimeros de ester de acido acnlico.
En una forma de realization estan previstas preferentemente mas de una capa de proteccion endurecible por radiacion, preferentemente dos o tres capas de proteccion o de desgaste, las cuales se disponen o aplican correspondientemente unas sobre otras. En estos casos, la cantidad de aplicacion para cada capa de proteccion o estrato individual de una capa de proteccion puede variar entre 10 g/m2 y 50 g/m2, preferentemente 20 g/m2 y 30 g/m2 o ser igual. La cantidad de aplicacion total de la capa de proteccion puede variar en dependencia de la cantidad de los estratos entre 30 g/m2 y 150 g/m2, preferentemente 50 g/m2 y 120 g/m2.
La al menos una capa de proteccion contra el desgaste puede contener tambien agentes reticulantes quimicos, por ejemplo basados en isocianatos, debido a lo cual se aumenta la adherencia intermedia de las capas de proteccion contra el desgaste dispuestas individualmente unas sobre las otras.
Tal como se ha descrito ya para la capa de resina termoendurecible, la capa de proteccion endurecible por radiacion puede contener tambien, ademas de las particulas resistentes a la abrasion, fibras naturales y/o sinteticas y aditivos adicionales. El compuesto de acrilato usado en la capa de proteccion contra el desgaste endurecible por radiacion es capaz, debido a su reactividad, de adicionarse a las fibras presentes en la capa de proteccion, particulas resistentes a la abrasion o aditivos, o de envolverlas. Durante la compresion de las placas de material derivado de la madera a temperatura elevada se produce, debido a la action de calor, una reticulation quimica del doble enlace reactivo de los compuestos de acrilato y de esta manera una formation de una capa de polimero sobre las fibras, particulas, pigmentos de color o aditivos, que contrarresta un blanqueo.
En una forma de realizacion del presente procedimiento, la al menos una capa de desgaste comprende particulas resistentes a la abrasion en una cantidad de entre 5 a 100 g/m2, preferentemente 10 y 70 g/m2, en particular preferentemente 20 y 50 g/m2. Cuanto mayor es la cantidad de particulas resistentes a la abrasion en la capa de desgaste, mayor es tambien su resistencia a la abrasion, de modo que la determinacion de la resistencia a la abrasion permite tambien indirectamente la determination de la cantidad de particulas resistentes a la abrasion mediante el uso del presente procedimiento.
La capa de desgaste que ha de medirse mediante el presente procedimiento puede presentar un grosor de entre 10 y 150 |jm, preferentemente de entre 20 y 100 |jm, en particular preferentemente de entre 30 y 80 |jm.
En una variante del presente procedimiento se usa como placa de soporte de una placa de material derivado de la madera, en particular una de fibra de densidad media (MDF), de fibra de alta densidad (HDF), de viruta gruesa (OSB) o placa de madera contrachapada, una placa de fibrocemento y/o placa de fibra de yeso, una placa de oxido de magnesio, una placa de madera-material plastico, en particular una placa WPC (Wood Plastic Composite) y/o una placa de material plastico.
En una variante esta previsto que entre la placa de soporte y la al menos una capa de desgaste esten dispuestas al menos una capa de imprimacion y al menos una capa decorativa.
La capa de imprimacion que se usa preferentemente en este caso comprende una composicion de caseina como agente aglutinante y pigmentos inorganicos, en particular pigmentos de color inorganicos. Como pigmentos de color pueden usarse en la capa de imprimacion pigmentos blancos, tales como dioxido de titanio, o tambien otros pigmentos de color, tales como carbonato de calcio, sulfato de bario o carbonato de bario. La capa de imprimacion puede contener ademas de los pigmentos de color y de la caseina, tambien agua como agente disolvente. Es tambien preferible cuando la capa de base pigmentada aplicada consiste en al menos una, preferentemente en al menos dos, en particular preferentemente en al menos cuatro estratos o aplicaciones aplicados sucesivamente, pudiendo ser la cantidad de aplicacion entre los estratos o aplicaciones igual o diferente.
Tras la aplicacion de la capa de imprimacion se seca la misma en al menos un secador de conveccion. En el caso de la aplicacion de varias capas de imprimacion o estratos de imprimacion, se produce correspondientemente en cada caso un paso de secado tras la aplicacion de la correspondiente capa de imprimacion o estrato de imprimacion. Es concebible de igual manera que tras cada paso de secado de una capa de imprimacion esten previstos uno o varios grupos de pulido para pulir las capas de imprimacion.
En el presente caso, en una forma de realizacion adicional del procedimiento, en el caso de la aplicacion de al menos una capa de imprimacion sobre la placa de soporte, puede aplicarse a continuacion sobre la misma al menos una capa de imprimador, por ejemplo, en forma de un revoque UV o ESH.
La capa decorativa ya mencionada anteriormente puede aplicarse por medio de impresion directa. En el caso de una impresion directa, la aplicacion de una tinta de impresion pigmentada de base acuosa se produce mediante procedimiento de impresion de huecograbado o procedimiento de impresion digital, pudiendo aplicarse la tinta de impresion pigmentada de base acuosa en mas de una capa, por ejemplo, en forma de dos a diez capas, preferentemente de tres a ocho capas.
En el caso de la impresion directa, la aplicacion de la al menos una capa decorativa se produce tal como se ha mencionado por medio de un procedimiento de impresion de huecograbado analogico y/o de un procedimiento de impresion digital. El procedimiento de impresion de huecograbado es una tecnica de impresion en la que los elementos que van a formarse se presentan como cavidades de un molde de impresion, que se tine antes de la impresion. La tinta de impresion se encuentra particularmente en las cavidades y se transfiere debido a presion de apriete del molde de impresion y de fuerzas de adhesion sobre el objeto que va a imprimirse, tal como por ejemplo, una placa de soporte de fibras de madera. En el caso de la impresion digital, la imagen de impresion se transfiere por el contrario directamente desde un ordenador a una maquina impresora, tal como por ejemplo una impresora de laser o impresora de chorro de tinta. En este caso se suprime el uso de un molde de impresion estatico. En ambos procedimientos es posible el uso de pinturas y tintas o agentes colorantes acuosos basados en UV. Es concebible tambien combinar las tecnicas de impresion de huecograbado y digital. Una combinacion adecuada de las tecnicas de impresion puede producirse por un lado directamente sobre la placa de soporte o la capa que va a imprimirse o tambien antes de la impresion mediante adaptacion de los conjuntos de datos electronicos usados.
La placa de soporte provista de una capa de desgaste en forma de una capa de revestimiento liquido (variante a) o una capa de proteccion endurecible por radiacion (variante b) puede dotarse tambien de una estructura de estampado 3D, estampandose la estructura de superficie preferentemente en una prensa de ciclo corto opcionalmente de manera sincronizada con la decoracion. La estructura 3D se estampa o se imprime preferentemente mediante estructuras de estampado adecuadas. Las estructuraciones pueden producirse mediante el uso de cilindros de lacado estructurados, calandras estructuradas o chapas de prensa estructuradas.
El presente procedimiento permite por lo tanto la determinacion de la resistencia a la abrasion de una placa de material derivado de la madera con la siguiente estructura de capas: placa de soporte de fibras de madera-capa de imprimacion-capa de imprimador-capa decorativa-capa de desgaste. Cada una de estas capas puede estar presente en uno o varios estratos. Por el lado posterior de la placa de soporte de fibras de madera pueden aplicarse un papel de compensacion o una compensacion liquida y otras capas de aislamiento acustico. Como capas de aislamiento acustico se emplean en particular esteras de PE reticuladas con grosores de 1,0 mm o laminas pesadas cargadas con 0,3-3 mm de grosor, pero tambien laminas de PE o PU espumadas.
En una forma de realizacion particularmente preferente del presente procedimiento se aplica por el lado inferior de la placa de soporte de madera al menos una capa de resina termoendurecible, la cual no contiene sin embargo particulas resistentes a la abrasion.
El presente procedimiento para la determinacion de la resistencia a la abrasion de una capa de desgaste dispuesta sobre una placa de soporte se lleva a cabo en un dispositivo o linea de produccion o de fabricacion para la produccion de placas de material de trabajo, que comprende al menos un dispositivo para aplicar al menos una capa de desgaste sobre una placa de soporte, tal como por ejemplo un revestimiento liquido, al menos un dispositivo para secar la capa de desgaste y al menos un detector de NIR para llevar a cabo el procedimiento segun la invencion, estando el al menos un detector de NIR
a) dispuesto en o como parte de la linea de produccion, en particular en la direccion de procesamiento tras el dispositivo de aplicacion y el dispositivo de secado;
b) dispuesto fuera o separado de la linea de produccion, por ejemplo en un laboratorio de pruebas adecuado, o c) fuera y adicionalmente dentro o como parte de la linea de produccion, y aqui en particular en la direccion de procesamiento tras el dispositivo de aplicacion y el dispositivo de secado.
El al menos un detector de NIR esta dispuesto por consiguiente en el ultimo de los casos en una linea de produccion o de fabricacion de la al menos una placa de material de trabajo, comprendiendo al menos un dispositivo de aplicacion para la capa de desgaste a aplicar, tal como por ejemplo un cilindro, dispositivo de pulverizacion o dispositivo de colada y al menos un dispositivo de secado, por ejemplo, en forma de un secador de conveccion, secador de IR y/o de NIR.
En una variante el presente dispositivo o linea de fabricacion comprende un dispositivo para aplicar al menos una capa de resina sobre el lado opuesto a la capa de desgaste de la placa de soporte y un dispositivo para secar esta al menos una capa de resina, estando dispuestos ambos dispositivos en direccion de procesamiento delante del al menos un detector de NIR.
Es preferente en particular cuando el dispositivo para aplicar la al menos una capa de desgaste sobre el lado superior de la placa de soporte y el dispositivo para aplicar la al menos una capa de resina sobre el lado inferior de la placa de soporte estan dispuestos en paralelo entre si, de modo que se posibilita una aplicacion simultanea de capa de desgaste sobre el lado superior y capa de resina sobre el lado inferior de la placa de soporte. En analogia a esto, es preferente de igual manera cuando los correspondientes dispositivos de secado para capa de desgaste sobre el lado superior y capa de resina sobre el lado inferior de la placa de soporte estan dispuestos uno con respecto a otro de modo que el proceso de secado se produce en el mismo momento.
Es tambien concebible que el dispositivo o linea de fabricacion para la produccion de las placas de material de trabajo comprenda mas de un dispositivo de aplicacion para la capa de desgaste y capa de resina y mas de un dispositivo de secado para la capa de desgaste/capa de resina, estando dispuesto el al menos un detector de NIR en direccion de procesamiento despues del ultimo dispositivo de secado. En un caso de este tipo la cantidad de aplicacion por capa de desgaste y por dispositivo de aplicacion puede ser igual o puede variar. La cantidad total de capa de desgaste puede variar por ejemplo en el caso de tres estratos de la capa de desgaste entre 50 g/m2 y 120 g/m2 y por dispositivo de aplicacion entre el 25 % en peso y el 50 % en peso.
Es tambien concebible que la presente linea de fabricacion comprenda dispositivos de aplicacion y dispositivos de secado para al menos una capa de imprimacion y/o capa de imprimador, asi como un dispositivo de aplicacion para aplicar al menos una capa decorativa. En este caso, el dispositivo de aplicacion para una capa decorativa puede comprender varios cilindros de impresion para impresion de huecograbado (por ejemplo, tres o cuatro cilindros de impresion).
Es concebible no obstante tambien que la linea de fabricacion prescinda de dispositivos de aplicacion y/o dispositivos de secado para capa de imprimacion, capa de imprimador y/o capa decorativa y use placas de material derivado de la madera ya previamente impresas y almacenadas de forma intermedia.
En una forma de realizacion, en la cual la medicion de NIR se produce tanto en linea, como tambien fuera de linea o tambien solo fuera de linea, la estructura de una linea de fabricacion tiene el siguiente aspecto:
a) un primer dispositivo de aplicacion para aplicar al menos un primer estrato de una capa de desgaste sobre el lado superior de una placa de soporte, en particular una placa de soporte impresa, y al menos un primer estrato de una capa de resina (sin particulas resistentes a la abrasion) por el lado inferior de la placa de soporte; b) un grupo de IR dispuesto en una direccion de procesamiento detras del primer dispositivo de aplicacion (sirviendo el grupo de IR en particular para una generacion de una temperatura de superficie minima predeterminada y homogeneizacion de la temperatura de superficie) y al menos un primer dispositivo de secado (por ejemplo, secador de conveccion) dispuesto en direccion de procesamiento detras del grupo de IR, para secar el al menos un primer estrato de la capa de proteccion contra el desgaste y/o capa de resina;
c) un segundo dispositivo de aplicacion dispuesto en direccion de procesamiento detras del primer dispositivo de secado, para aplicar al menos un segundo sustrato de una capa de desgaste sobre el lado superior de la placa de soporte y al menos un segundo estrato de una capa de resina sobre el lado inferior de la placa de soporte; d) un segundo dispositivo de secado (por ejemplo, secador de conveccion) dispuesto en una direccion de procesamiento detras del segundo dispositivo de aplicacion, para secar el al menos un segundo estrato de la capa de proteccion contra el desgaste y/o capa de resina;
e) un tercer dispositivo de aplicacion dispuesto en direccion de procesamiento detras del segundo dispositivo de secado para aplicar al menos un tercer estrato de una capa de proteccion contra el desgaste sobre el lado superior de la placa de soporte y al menos un tercer estrato de una capa de resina sobre el lado inferior de la placa de soporte;
f) un tercer dispositivo de secado (por ejemplo, secador de conveccion) dispuesto en una direccion de procesamiento detras del tercer dispositivo de aplicacion, para secar el al menos un tercer estrato de la capa de proteccion contra el desgaste/capa de resina;
g) eventualmente un detector de NIR dispuesto en direccion de procesamiento detras del tercer dispositivo de secado, para la determinacion en linea de la resistencia a la abrasion de la capa de desgaste dispuesta sobre el lado superior de la placa de soporte;
h) una prensa de ciclo corto (prensa de KT) dispuesta en direccion de procesamiento detras del detector de NIR, para comprimir y endurecer la capa de desgaste dispuesta sobre el lado superior de la placa de soporte y la capa de resina dispuesta sobre el lado inferior de la placa de soporte, y
i) un detector de NIR dispuesto por separado de la linea de produccion, para la determinacion fuera de linea de la resistencia a la abrasion de la capa de desgaste dispuesta sobre el lado superior de la placa de soporte.
Los dispositivos de aplicacion que se usan son preferentemente cilindros de aplicacion, los cuales permiten una aplicacion de las capas sobre el lado superior o el lado inferior de la placa de soporte. Preferentemente se produce una aplicacion paralela de capa de desgaste sobre el lado superior y capa de resina sobre el lado inferior de la placa de soporte de material derivado de la madera.
En funcion de los requisitos de la linea de fabricacion es posible naturalmente variar el numero de los dispositivos de aplicacion y dispositivos de secado. De este modo puede estar previsto por ejemplo a continuacion de la prensa de KT un inversor de enfriamiento para enfriar las placas de material derivado de la madera endurecidas.
Como puede deducirse de las explicaciones anteriores, la medicion de NIR puede producirse en linea tras la ultima aplicacion de resina tras el secador de conveccion correspondiente antes de la prensa de KT. En este caso se mide en linea cada placa individual por parte del detector de NIR. Mediante el movimiento del detector de NIR transversalmente con respecto a la direccion de produccion es posible una medicion de la resistencia a la abrasion por la totalidad de la anchura de produccion. La medicion de NIR puede producirse no obstante tambien unicamente o de manera adicional fuera de linea. De esta manera la medicion NIR ofrece un procedimiento de medicion continuo, no destructivo, para la determinacion de la resistencia a la abrasion y permite una intervention inmediata en el desarrollo del proceso.
La invention se explica a continuacion con mayor detalle haciendo referencia a las figuras de los dibujos mediante un ejemplo de realization. Muestran:
La figura 1 una representation esquematica de las muestras individuales tomadas como muestras de referencia para la prueba de resistencia a la abrasion para la calibration de una placa de soporte provista de una capa de desgaste;
La figura 2A un diagrama con espectros de NIR medidos para capas de resina sin particulas inhibidoras del desgaste aplicadas sobre placas para uso en muebles;
La figura 2B un diagrama con espectros de NIR medidos para capas de resina sin y con particulas inhibidoras del desgaste aplicadas sobre suelos laminados;
La figura 3 un diagrama con espectros de NIR medidos para capas de laca sin particulas inhibidoras del desgaste, y
La figura 4 una representacion esquematica de una linea de fabricacion de una placa de material de trabajo con el uso del procedimiento segun la invencion.
Ejemplo de realizacion 1: creation de una muestra de referencia y calibracion
a) La calibracion en el caso de una capa de desgaste ya endurecida se produce mediante registro de un espectro de NIR de una placa de soporte provista de una capa de desgaste ya endurecida como muestra de referencia, en analogia al modo de proceder que se describe en b).
b) La calibracion en el caso de una capa de desgaste aun no endurecida se produce mediante registro de un espectro de NIR de una placa de soporte provista de una capa de desgaste, pero aun no comprimida, como muestra de referencia, que tras el proceso de compresion se examina en lo que a la resistencia a la abrasion se refiere.
Para ello se reviste de manera uniforme una placa de HDF impresa 1 en una instalacion de revestimiento mediante cilindro de aplicacion desde arriba de resina de melamina-formaldehido liquida con particulas de vidrio y corindon a traves de varias maquinas de aplicacion de cilindros con secado intermedio. La cantidad de las particulas de sustancia solida en la totalidad del revestimiento varia en dependencia la clase de abrasion producida y se encuentra entre 10 a 50 g/m2. Las particulas de sustancia solida usadas presentan un diametro de entre 10 y 100 |jm.
Antes del proceso de prensado en la prensa de KT, se registra de la placa de soporte revestida un espectro de NIR en una seccion 2 predeterminada de la placa de soporte.
Tras ello se comprime la placa en una prensa de ciclo corto a 200 °C y 40 bares durante 8 segundos. En este caso se endurece por completo la capa de proteccion. Tras el enfriamiento de la placa se toman varias muestras (en particular cuatro) de 10 cm x 10 cm (P1-P4) para la evaluacion de la resistencia a la abrasion. La toma de muestras para la evaluacion de la resistencia a la abrasion se produce en la zona 2 de la placa, en la cual se registro el espectro de NIR (vease la figura 1).
Los valores de abrasion se determinan segun el procedimiento segun la norma DIN EN 15468:2006 (suelos laminados revestidos directamente sin recubrimiento) en relacion con DIN EN 13329, y a partir de los valores de abrasion se obtiene un valor medio y se asigna al espectro de NIR medido. De esta manera se registran varios espectros de referencia de placas revestidas de diferentes decoraciones de color. A partir de los espectros de referencia se crea un modelo de calibracion que puede usarse para determinar o predecir la resistencia a la abrasion de una muestra desconocida. La creacion del modelo de calibracion se produce por medio de analisis de datos multivariante. Esto sucede con un software de analisis adecuado, por ejemplo con el software de analisis The Unscrambler de la empresa CAMO.
El espectro de NIR se registro en el presente caso en un intervalo de longitud de onda de entre 900 y 1700 nm. Para los registros de los espectros de NIR se uso un aparato de medicion de NIR de la empresa Perten. El cabezal de medicion tiene la referencia DA7400.
Ejemplo de realizacion 2: medicion en linea de un revestimiento de resina con y sin particulas de desgaste
La medicion se produce mediante el registro de espectros de NIR de una capa de resina sintetica (resina de melamina) secada previamente pero aun no reticulada posteriormente en una prensa de ciclo corto, sobre una placa de soporte (por ejemplo, HDF), que tras el proceso de prensado se evalua en lo referente al comportamiento frente a solicitation por abrasion. Mediante la medicion de una pluralidad de muestras, tanto de manera espectroscopica, como tambien conforme a la norma para la determination de la resistencia a la abrasion, se determino anteriormente una dependencia a traves de un modelo de calibracion.
El diagrama de la figura 2A muestra dos espectros de NIR de dos muestras con diferentes cantidades de aplicacion de resina, que conducen a diferentes valores en la evaluacion con respecto al comportamiento de la solicitacion por abrasion. Las muestras, las cuales se diferencian en la cantidad de aplicacion de la resina, muestran, al igual que se observa en otros metodos espectroscopicos, una dependencia entre la cantidad y la absorcion. En el diagrama de la figura 2A se midieron dos placas para uso en muebles con la ayuda de la espectroscopia NIR, que se evaluaron segun DIN EN 14322: 2004, materiales derivados de la madera, placas revestidas de melamina para el uso en espacios interiores, sexta clasificacion segun la resistencia a la abrasion (curva continua superior) clase 2 (PI > 50 Um), (curva a puntos y rayas inferior) clase 1 (PI < 50 Um). Los espectros muestran la diferencia en el comportamiento frente a la solicitacion por abrasion, que se debe en ultima instancia al diferente grosor de capa de la resina de melamina sobre la superficie.
En el caso de diferentes cantidades de aplicacion de resina los espectros de NIR se diferencian principalmente en la altura del valor inicial, pero tambien en la absorcion de la banda de absorcion caracteristica de la resina en aproximadamente 1590 nm. Cuanto mas alto sea el resultado en la evaluacion del comportamiento frente a la solicitacion por abrasion (es decir, cuanto mayor es la cantidad de resina), mayores son el valor inicial y la banda N-H. En este caso el valor inicial de un espectro es la zona sin “picos evaluables”, que se encuentra en el presente caso normalmente en la zona del espectro entre 950 y 1350 nm. La base de la espectroscopia de NIR usada es en este caso la siguiente: a partir de los varios espectros de referencia se establece un modelo de regresion mediante analisis de datos multivariable, que puede usarse para la determinacion (prediction) de la resistencia a la abrasion de una muestra desconocida. En el establecimiento de un modelo de regresion se logra una correlacion entre los datos espectrales y el comportamiento frente a la resistencia a la abrasion con pocos factores principales. En este caso la cantidad de resina sintetica diferente representa la varianza principal de los espectros.
El diagrama de la figura 2B muestra espectros de NIR de tres muestras con similar cantidad de aplicacion de resina, sin embargo sin corindon como parUculas de desgaste o con diferentes cantidades de corindon.
El diagrama de la figura 2B muestra tres espectros de NIR de muestras revestidas de resina de melamina, que muestran diferentes resultados en la evaluacion del comportamiento frente a solicitation por abrasion. Las muestras se evaluaron segun DIN 15468 y DIN EN 13329:2013, suelos laminados, elementos con una capa de cubierta basada en resinas aminoplasticas termoendurecibles, anexo E. En este caso se determino para la muestra 1 (120 |jm de capa de resina sin corindon, linea a rayas superior) en la evaluacion del comportamiento frente a solicitacion por abrasion una clase desgaste inferior a AC2, para la muestra 2 (120 jm de capa de resina con 20 g de corindon/m2, linea continua inferior) una clase de degaste AC2, y para la muestra 3 (120 jm de capa de resina con 40 g de corindon/m2, linea a puntos y rayas central) una clase de desgaste AC3. Las muestras 2 y 3 se diferencian en este caso por lo tanto en la cantidad de las particulas inhibidoras del desgaste.
En el caso de los espectros de NIR indicados las informaciones quimicas de la absorcion se encuentran solapadas por la dispersion de la luz de NIR que hace su aparicion en las particulas de sustancia solida. Ademas del reducido desplazamiento de valor inicial puede verse una ligera modification de forma de los espectros, que se debe a la dispersion de las particulas de sustancia solida. Con un contenido de sustancia solida mayor aumenta la dispersion en particular en el caso de longitudes de onda mas cortas.
De esta manera puede verse por ejemplo, que los valores iniciales del segundo conjunto de espectros de la figura 2B quedan a pesar de cantidades de resina mas altas en la superficie, por debajo de los valores iniciales del primer conjunto de espectros de la figura 2A. Esto se debe a la dispersion en las particulas de corindon. Lo mismo tiene validez tambien para el pico acentuado en el lado derecho del espectro.
Al establecerse un modelo de regresion se usa adicionalmente a informaciones quimicas de la absorcion tambien la dispersion de la radiation de NIR en las particulas de sustancia solida para la determination del comportamiento frente a la solicitacion por abrasion. En correspondencia con ello se relacionan durante la generation del modelo de regresion los datos espectroscopicos con los valores obtenidos en la evaluacion del comportamiento frente a la solicitacion por abrasion.
Dado que la luz de la dispersion de luz NIR en particulas de sustancia solida ofrece una contribution esencial a la determinacion del comportamiento frente a la solicitacion por abrasion, se tienen en consideration ademas de los factores principales, los cuales explican la varianza quimica de las muestras, tambien otros factores principales, los cuales describen entre otros, la morfologia del revestimiento. Los factores principales son en este caso los picos en el espectro, la dispersion y el desplazamiento de valor inicial.
Ejemplo de realizacion 3: medicion en linea de un revestimiento de laca sin particulas inhibidoras del desgaste Para la determinacion de la resistencia a la abrasion de capas de laca mediante espectroscopia NIR se ponen a disposition dos muestras de placas de material derivado de la madera con diferentes cantidades de revestimiento de acrilato (13 g laca/m2 y 31 g/m2). La determinacion de desgaste se produce segun DIN EN 14978 con el metodo de prueba “Falling Sand" (caida de arena).
El diagrama de la figura 3 muestra los espectros de NIR de las dos muestras a medir: la curva continua superior se corresponde con una cantidad de laca de 31 g/m2 y la curva a rayas inferior se corresponde con una cantidad de laca de 13 g/m2. Los espectros de NIR se diferencian principalmente en la intensidad de las bandas de absorcion caracteristicas para una laca de acrilato en aproximadamente 1200 nm (2. Componente armonico de los enlaces C-H, C-H2 y C-H3) y en aproximadamente 1590 nm (1. Componente armonico de los grupos amino). Tambien aqui se muestra una relation entre la cantidad de laca y la absorcion. La cantidad de laca mayor presenta una absorcion ligeramente mas alta con respecto a la cantidad de laca menor.
Ejemplo de realizacion 4: combination de medicion en linea y fuera de linea
El procedimiento de medicion se explica con el ejemplo de la determinacion de la resistencia a la abrasion de una capa de protection en una linea de liquido con prensa de KT, que se representa esquematicamente en la figura 4. En la linea de liquido se procesan placas HDF impresas de 2,07 m de ancho y 2,80 m de largo, con un grosor de placa de 8 mm con 30 m/min. Para ello se revisten las placas en tres dispositivos de aplicacion (1 a 3) por el lado superior de una resina de melamina-formaldehido con contenido de particulas de sustancia solida y por abajo de una resina de melamina-formaldehido liquida. Como resina de revestimiento sirve una resina de melaminaformaldehido acuosa con un contenido de sustancia solida del 60 % en peso.
Tras cada aplicacion se secan las placas en respectivamente un secador de aire caliente (1a - 3a) a 200 °C. La totalidad de la cantidad de aplicacion del revestimiento liquido varia en el presente ejemplo de realizacion tras tres aplicaciones en dependencia de los requisitos entre 50 g/m2 y 120 g/m2 y se distribuye entre los dispositivos de aplicacion individuales de la siguiente manera: AW1 - 50 % en peso / AW2 - 25 % en peso / AW3 - 25 % en peso.
A continuation del tercer secador por convection 3a se produce la medicion de NIR. En este caso se mide cada placa individual en linea mediante el detector de NIR, moviendose el detector de NIR transversalmente con respecto a la direction de production, de manera que es posible una determination de la resistencia a la abrasion por la totalidad de la anchura de produccion de la placa de material derivado de la madera.
A continuacion se comprimen las placas de material derivado de la madera revestidas en una prensa de ciclo corto 4 a 200 °C durante 8 segundos. La presion especifica de la prensa de KT es de 40 kg/cm2 (40 bares). A continuacion del proceso de compresion y endurecimiento se enfrian las placas en un inversor de enfriamiento y a continuacion se almacenan o continuan usandose directamente.
Para la determinacion rutinaria de la calidad de producto de las placas de material de trabajo comprimidas y endurecidas se usan muestras de 10 x 10 cm de placas de material de trabajo terminadas y se evaluan de nuevo fuera de linea con un dispositivo de laboratorio NIR 5 en el marco de una medicion de laboratorio. La medicion de laboratorio posibilita una documentation de la calidad de producto.
De esta manera la medicion de NIR ofrece un procedimiento de medicion continuo, sin destruction, para la determinacion de la resistencia a la abrasion de una capa de desgaste y permite una intervention inmediata en el desarrollo de proceso.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la determinacion de la resistencia a la abrasion de al menos una capa de desgaste dispuesta sobre una placa de soporte, comprendiendo los pasos
- registrar al menos un espectro de NIR de la capa de desgaste dispuesta sobre la al menos una placa de soporte
a) antes del endurecimiento de la al menos una capa de protection contra el desgaste,
b) tras el endurecimiento de la al menos una capa de desgaste, o
c) antes y tras el endurecimiento de la al menos una capa de desgaste con la placa de soporte mediante el uso de al menos un detector de NIR en un intervalo de longitud de onda de entre 500 nm y 2500 nm, preferentemente de entre 700 nm y 2000 nm, en particular preferentemente de entre 900 nm y 1700 nm;
- determinar la resistencia a la abrasion de la al menos una capa de desgaste mediante comparacion del espectro de NIR calculado para la resistencia a la abrasion que va a determinarse de la al menos una capa de desgaste con al menos un espectro de NIR calculado para al menos una muestra de referencia de la al menos una capa de desgaste, con resistencia a la abrasion conocida, mediante un analisis de datos multivariante (MDA),
habiendose determinado antes el al menos un espectro de NIR calculado para la al menos una muestra de referencia con resistencia a la abrasion conocida de la al menos una capa de desgaste a) tras el endurecimiento, o b) antes y tras el endurecimiento, mediante el uso del mismo detector de NIR en un intervalo de longitud de onda de entre 500 nm y 2500 nm, preferentemente de entre 700 nm y 2000 nm, en particular preferentemente de entre 900 nm y 1700 nm.
2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la resistencia a la abrasion de la al menos una capa de desgaste se determina antes del endurecimiento de la capa de proteccion de desgaste dentro de una linea de production de la placa de material de trabajo.
3. Procedimiento segun reivindicacion de una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la resistencia a la abrasion de la al menos una capa de desgaste se determina antes del endurecimiento de la capa de desgaste dentro de una linea de produccion de la placa de material de trabajo y tras el endurecimiento de la capa de desgaste fuera de esta linea de produccion de la placa de material de trabajo.
4. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la resistencia a la abrasion de la al menos una capa de desgaste de la al menos una muestra de referencia se determino antes o tras el endurecimiento mediante al menos una muestra individual extraida de la muestra de referencia endurecida.
5. Procedimiento segun la reivindicacion 4, caracterizado por que la resistencia a la abrasion de la capa de desgaste de la muestra de referencia se determina mediante al menos una, preferentemente al menos cuatro o mas, muestras individuales extraidas de la muestra de referencia, preferentemente segun DIN EN 13329:2009 (D).
6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la muestra de referencia con resistencia a la abrasion conocida de la capa de desgaste comprende una capa de desgaste aplicada sobre una placa de soporte, siendo la placa de soporte y la capa de desgaste de la muestra de referencia del mismo tipo que la muestra a medir de la placa de soporte y de la capa de desgaste.
7. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una capa de desgaste esta seleccionada del grupo que contiene a) al menos una capa de proteccion termoendurecible y/o b) al menos una capa de proteccion endurecible mediante UV y/o endurecible mediante radiation de electrones.
8. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una capa de desgaste comprende particulas resistentes a la abrasion, seleccionadas en particular del grupo que comprende oxidos de aluminio, carburos de boro, dioxidos de silicio y carburos de silicio.
9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una capa de desgaste comprende particulas resistentes a la abrasion en una cantidad de entre 5 y 100 g/m2, preferentemente de entre 10 y 70 g/m2, en particular preferentemente de entre 20 y 50 g/m2.
10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una capa de desgaste presenta un grosor de entre 10 y 150 |jm, preferentemente de entre 20 y 100 |jm, en particular preferentemente de entre 30 y 80 jm.
11. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una capa de desgaste comprende al menos dos estratos, de manera preferente al menos tres estratos aplicados uno tras otro.
12. Procedimiento segun la reivindicacion 11, caracterizado por que la cantidad de aplicacion de los estratos es igual o diferente.
13. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una placa de soporte es una placa de fibrocemento, una placa de fibra de yeso, una placa de oxido de magnesio, una placa de madera-material plastico, una placa de material plastico o una placa de material derivado de la madera, siendo la placa de material derivado de la madera en particular una placa de fibra de densidad media, de fibra de alta densidad, de viruta gruesa o de madera contrachapada.
14. Uso de al menos un detector de NIR para la determinacion de la resistencia a la abrasion de la capa de desgaste aplicada sobre una placa de soporte, segun un procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 13, dentro y fuera de una linea de produccion para la produccion de placas de material de trabajo.
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