BR112012016752B1 - painel para construção - Google Patents

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BR112012016752B1
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Abstract

"PROJETO GERADO POR CALOR E PRESSÃO". A invenção refere-se a um painel à base de fibra de madeira com camadas de superfície com partes inferiores que compreendem menos aglutinantes do que as partes superiores. Também é divulgado um processo de fabricação de um painel para construção que possui uma superfície estruturada com um projeto que compreende variação de cor em registro com a estrutura obtida por uma variação de distribuição de pressão aplicada sobre a superfície.

Description

Campo Técnico
[001] A descrição refere-se de modo geral ao campo dos painéis à base de fibra com superfícies resistentes ao desgaste para a construção de painéis, de preferência de painéis para pisos. A invenção refere- se a painéis para construção com tal superfície resistente ao desgaste e aos processos de produção para a produção de tais painéis.
Antecedentes
[002] Piso laminado tipicamente consiste em camadas de materi ais diferentes que são comprimidos sob calor para formar uma placa laminada. As camadas típicas são um papel de alfa celulose impregnado de resina de melamina contendo óxido de alumínio, um papel decorativo impresso impregnado de resina de melamina, uma placa de suporte à base de fibra de madeira (HDF) e um papel para equilíbrio impregnado de resina de melamina. Os projetos do produto são tipicamente obtidos por estampagem do produto laminado com uma placa estruturada ou com um papel durante a operação de prensagem e por impressão do papel decorativo com diferentes desenhos e cores. Em condições típicas do processo a profundidade da estrutura é tipicamente menor do que 0,2 mm para fornecer produtos que parecem apropriados. Estruturas mais profundas tendem a fornecer rachadura da superfície devido à pressão insuficiente em partes da área da placa e a limitação de esticamento das camadas de papel. Para fornecer um produto com uma aparência até mesmo mais natural, o papel impresso e a estrutura estampada podem ser coordenados fornecendo produtos que são conhecidos no campo como estampado em registro (EIR).
[003] O Piso de Fibra de Madeira (WFF) é um novo tipo de produto para pisos, descrito na WO2009/065769, que inclui uma ou mais camadas de misturas de pó substancialmente homogêneas que são comprimidas a quente em processos relacionados aos processos usados para a obtenção de pisos laminados. As misturas homogêneas em pó tipicamente incluem fibras tais como fibras de madeira, polímero, tal como resina de melamina formaldeido, partículas duras, tais como partículas de óxido de alumínio e materiais decorativos, tais como partículas de pigmento, minerais e fibras. Os produtos WFF possuem uma vantagem em relação aos pisos laminados, pois não estão presentes papéis com capacidade de esticamento limitada, assim podem ser obtidas estruturas muito profundas sem fornecer a rachadura observada da superfície. Apesar de que sob compressão com aquecimento a mistura em pó de WFF ser quase líquida como no sentido de que a composição escoa sob pressão para preencher as fendas na estrutura.
Sumário da Invenção
[004] Em WFF, do mesmo modo como no piso laminado, é de grande interesse obter produtos com uma aparência natural que tenham, por exemplo, produtos que possuam variações de cor que combinem com a variação da estrutura. Foi descoberto surpreendentemente que tais produtos podem ser obtidos em WFF por variações de calor e de pressão, fornecendo a possibilidade de ajustar o projeto de uma maneira controlada. Diversos métodos para o controle do projeto são divulgados aqui a seguir.
[005] Pela aplicação de uma pressão com uma distribuição não uniforme sobre a superfície de uma camada e dada uma fluidez da camada, quando a pressão é aplicada, que é suficientemente alta, é possível fazer com que partes da composição na camada sejam deslocadas para a localização desejada. A fluidez pode ser aumentada, por exemplo, aumentando a quantidade do aglutinante na camada da superfície. O aglutinante é de preferência uma resina melamina, porém também podem ser usados outras resinas e aglutinantes.
[006] Isto torna possível criar e controlar a variação de cor e combiná- la com variações na estrutura.
[007] Controle por formulação - Por controle da composição da mistura em pó de WFF, tal como a quantidade e/ou o tipo de resina polímera, tal como resina melamina, a fluidez da composição pode ser controlada para fornecer mais ou menos diferença de pressão (e assim maior ou menor deslocamento) em diferentes partes da superfície durante a compressão térmica. As composições que fornecem uma baixa diferença de pressão em relação à superfície fazem com que a mistura em pó substancialmente homogênea permaneça substancialmente homogênea fornecendo uma coloração homogênea sobre a superfície. As composições que fornecem uma diferença de pressão mais alta restringem a fluidez do pó a granel e a homogeneidade da mistura será então rompida, pois as partes mais fluidas da composição escoam parcialmente para fora. O resultado é um gradiente de composição sobre a área superficial. Desse modo, pode ser conseguida ou evitada uma variação de cor dependendo da preferência do produtor.
[008] Outras maneiras de variar a fluidez da composição é alterar a quantidade e/ou o tipo de fibra, o uso de auxiliares de processamento tais como plastificantes, solventes, solventes reativos e similares.
[009] Controle pelo calor - A formulação típica de WFF consiste parcialmente em fibras de madeira. Tais fibras de madeira estão propensas ao escurecimento por aquecimento. Por aplicação de maior ou menor calor sobre a superfície a coloração pode ser controlada.
[0010] Controle pela pressão - O controle da pressão aplicada no estado comprimido pelo calor também pode controlar a diferença de cor. A uma pressão mais alta a fluidez do pó a granel está restrita de modo que a homogeneidade da mistura em pó será rompida como descrito antes para fornecer um gradiente na composição em relação à área da superfície.
[0011] Controle por projeto da placa da prensa - Otimizando a área da superfície da estrutura placa ou papel, pode ser controlado um maior e/ou um menor fluxo, auxiliando desse modo o controle da diferença de cor sobre a área da superfície.
[0012] Controle por difusão, difusão heterogênea - WFF em pó pode ser difundido de uma maneira heterogênea (não uniforme) para provocar a diferença de pressão sobre a área da superfície quando o produto for comprimido a quente. Isto pode ser desejado depois de se realizar um reforço local tal como nas partes da placa em que pode ser posicionado um elemento para aferrolhar. Em tal caso, a resistência mecânica, química e à água pode ser otimizada nas áreas do sistema de aferrolhar que possam estar sujeitas a umidade, agentes de limpeza e desgaste mecânico.
[0013] A difusão heterogênea também pode ser feita para seguir a estrutura da placa ou do papel de estampagem. Neste caso, a diferença de pressão pode ser combinada para fornecer um produto que possua uma quantidade igual de material sobre uma área da superfície que forneça propriedades do produto igualmente boas e aparência sobre a superfície.
[0014] A difusão heterogênea pode ser usada para enriquecer a quantidade de material nas partes salientes da estrutura, de modo a se obter melhores propriedades químicas e mecânicas naquelas partes da superfície que estiverem sujeitas a maior esforço pelo movimento e pela limpeza.
[0015] A difusão heterogênea também pode ser usada para introdu zirdiferenças em pressão sobre a área durante a compressão térmica em excesso do que é garantido da estrutura da placa de prensa ou de papel. Neste caso, dependendo do controle da fluidez do volume da mistura em pó, a variação da cor pode ser controlada.
[0016] Empregando-se mais do que uma mistura de pó à difusão heterogênea pode possuir uma formulação específica feita sob medida para a aplicação. Se uma parte saliente precisa ser protegida, esta parte pode ser mais rica em resinas e partículas de desgaste comparado ao volume total do produto, desse modo economizando o custo da formulação. Se a resistência à água de uma área de sistema de travamento precisasse ser otimizada pode ser usada uma mistura em pó mais hi- drófoba. Se for desejado um efeito decorativo específico, a fluidez do pó pode ser otimizada para fornecer uma grande variação de cor. Também pode ser usada a escolha de pigmento ou de outro material do projeto na difusão heterogênea.
[0017] Controle por projeto mecânico - a remoção ou a misturação da superfície de parte da camada de pó difundido por meio de insuflação, absorção, ação de escovação, raspagem, corte ou equivalente também são meios para introduzir a diferença de pressão sobre a área durante a compressão térmica. Neste caso, podem ser obtidos efeitos similares de variação da cor devido a diferenças de pressão como descrito antes para difusão heterogênea. No caso em que duas ou mais camadas de pó são difundidas sobre a superfície, o efeito da remoção parcial ou da misturação pode ser melhorado mais ainda, por exemplo, pelas diferenças na composição das camadas de pó. Uma misturação local, uma micromisturação, de pós irá causar um gradiente em colorações que é melhorada ainda pela diferença de pressão provocada que fornecer outro gradiente na tonalidade da superfície diferentemente colorida. O resultado é uma possibilidade de obter variações de cor muito complexas sobre a superfície.
[0018] A remoção parcial ou a misturação na superfície assim como a difusão não homogênea pode ser facilmente obtida usando-se robôs para se fazer as ações de projeto de uma maneira controlada ou não controlada de modo a fornecer projetos idênticos ou individuais.
[0019] Os métodos de controle acima podem ser usados para ajus tar as propriedades do produto. Como um exemplo, podia ser desejada uma maior resistência ao desgaste sobre as partes da superfície.
[0020] Um primeiro aspecto da invenção é um painel para constru ção que compreende uma camada de superfície decorativa 5 conectada a um cerne 6. A camada de superfície é uma mistura que compreende fibras 14, substância colorida 15 de preferência pigmentos coloridos, um aglutinante e partículas 12 resistentes ao desgaste. Além disso, a camada de superfície compreende partes inferiores e partes superiores e há de preferência um gradiente de concentração de aglutinante entre as partes inferiores e as partes superiores. Em uma modalidade preferida as partes inferiores compreendem menos aglutinante que as partes superiores. O aglutinante está em uma modalidade preferida da resina.
[0021] Também pode ser usada uma condição revertida. O fato de se ter um mais alto teor de aglutinante na parte inferior fornece um gradiente de fluxo tanto para a placa como para a parte superior que pode tornar possível possuir uma área da superfície saturada entre a placa e a parte inferior.
[0022] A camada de superfície de preferência possui uma distribui ção substancialmente homogênea das partículas resistentes ao desgaste em toda a espessura da camada e as partículas resistentes ao desgaste estão presentes desde o fundo e desse modo com o cerne, até o topo.
[0023] A camada de superfície pode em uma modalidade compre ender uma subcamada e uma camada de topo. A subcamada pode não incluir partículas resistentes ao desgaste e pigmentos coloridos. Neste caso a subcamada pode ser considerada como um cerne difundido.
[0024] As modalidades preferidas do primeiro aspecto da invenção são divulgadas sob Descrição Detalhada de Modalidades e nas reivindicações do produto dependente a seguir.
[0025] Um segundo aspecto da invenção é um processo de fabrica ção de um painel para construção que possui uma superfície estruturada com um projeto que compreende variação e cor em registro com a estrutura em que o processo compreende as etapas de: • aplicação de uma camada que compreende uma mistura de fibras, aglutinante, de preferência uma resina, partículas resistentes ao desgaste e uma substância colorida de preferência pigmentos coloridos, sobre um suporte em que a mistura é flutuável sob calor e pressão • aplicação de calor e pressão à mistura por uma matriz estruturada que compreende saliências e cavidades tal que uma flutuação controlada da mistura é obtida pela variação da distribuição de pressão aplicada sobre a superfície. Em uma modalidade preferida o teor de resina na camada é adaptado à pressão tal que seja obtida uma flutuação suficiente e de preferência o aglutinante é uma resina e o teor em peso da resina é de pelo menos 40% da camada.
[0026] Para aumentar a fluidez, a proporção em massa entre o aglu tinante e as fibras está de preferência na faixa de aproximadamente 130-240%, mais preferivelmente na faixa de 150-220%, mais preferivelmente ainda na faixa de aproximadamente 180-200%. Na modalidade mais preferida a proporção em massa entre o aglutinante e as fibras é de aproximadamente 190%.
[0027] As modalidades preferidas do segundo aspecto da invenção são descritas sob a Descrição Detalhada de Modalidades e nas reivindicações do produto dependente a seguir.
[0028] Para aumentar a possibilidade de liberação, isto é, a capaci dade de ser liberada e de não aderir à placa da prensa, uma proporção em massa entre as resinas e a soma das massas das fibras e das substâncias colorantes é de preferência mais alta do que aproximadamente 60 %, mais preferivelmente mais alta do que aproximadamente 100 % e mais preferivelmente ainda na faixa de aproximadamente 100 - 130%.
[0029] A camada no processo de preferência possui uma distribuição substancialmente homogênea das partículas resistentes ao desgaste em toda a espessura da camada e as partículas resistentes ao desgaste estão presentes desde o fungo e desse modo em contato com o suporte, até o topo.
[0030] Outro aspecto da invenção é o uso dos princípios e dos mé todos de controle acima para criar uma superfície com uma distribuição de cor uniforme e/ou propriedades. Neste caso uma camada com uma fluidez, quando for usada a pressão aplicada, que é suficientemente baixa, manter a mistura substancialmente homogênea ou a mistura substancialmente homogênea e a distribuição do componente na camada. Tal baixa fluidez pode ser obtida pelo fato de possuir certas proporções entre as resinas, fibras e pigmentos. Uma proporção podia ser calculada pela divisão da massa de resinas e da massa de fibras, esta proporção é de preferência menor do que aproximadamente 90% e até mesmo mais preferivelmente menor do que aproximadamente 80%. Ou-traproporção podia estar entre a massa de resinas e a soma da massa de fibras e a massa de substâncias colorantes; esta proporção é de preferência mais alta do que aproximadamente 60% e em uma faixa preferida de aproximadamente 100-130%.
Breve Descrição dos Desenhos
[0031] A invenção a seguir será descrita em associação às modali dades preferidas e em maior detalhe com referência aos exemplos de desenhos anexos, em que
[0032] A figura 1 ilustra um painel de Piso de Fibra de Madeira e
[0033] a figura 2 ilustra um painel de Piso de Fibra de Madeira com estampagem registrada de acordo com uma modalidade da invenção.
Descrição Detalhada das Modalidades
[0034] A figura 1 apresenta um painel de Piso de Fibra de Madeira (WFF) do tipo descrito n WO 2009/065769, em que a camada de superfície 5 foi formada sobre um cerne 6 que foi produzido em uma operação separada anterior, por exemplo, um painel de HDF. A camada de superfície compreende fibras de madeira 14, partículas 12 resistentes ao desgaste e um aglutinante. A camada de superfície pode em uma modalidade compreender uma subcamada e uma camada de topo. Esta camada podia ser produzida da mesma maneira que a camada de topo e podiam ser usadas as composições do mesmo material exceto pelo fato de que em algumas modalidades não são incluídos partículas resistentes ao desgaste e pigmentos coloridos. Neste caso, a subcamada pode ser considerada como um cerne difundido.
[0035] A figura 2 apresenta uma modalidade de um painel de Piso de Fibra de Madeira (WFF) de acordo com a invenção com variação de cor 3 em registro com a estrutura 2 de uma camada de superfície 5.
[0036] De preferência são usadas as mesmas unidades de difusão e de prensagem como divulgado no WO 2009/065769 de preferência juntamente com uma placa de prensa estruturada no processo de acordo com a invenção. Os painéis de acordo com a invenção são de preferência produzidos por este processo.
[0037] Para ilustrar os efeitos dos parâmetros usados nos métodos de controle acima, são fornecidos a seguir alguns exemplos.
[0038] Os Exemplos 1-3 apresentam o efeito da variação da com posição. O Exemplo 4 apresenta a comparação com o efeito de variação da pressão do exemplo 1. A camada de superfície nos Exemplos 1-4 é difundida em uma camada. Nos Exemplos 5-6 a camada de superfície compreende uma subcamada e uma camada de topo. A camada de superfície é em todos os exemplos difundida sobre um painel de HDF. O óxido de alumínio é usado como as partículas resistentes ao desgaste em todos os exemplos e a substância colorante é um pigmento de Dióxido de Titânio ou combinações de Dióxido de Titânio e Negro de Fumo.
Exemplo 1: Alta Estrutura, Pressão Normal
[0039] Quantidade difundida: 600 g/m2
[0040] Placa de suporte: 8 mm de HDF
[0041] Reforço: 2 camadas de NKR 140
[0042] Placa de Estrutura: Estrutura de Ardósia com 0,7 mm
[0043] Pressão: 45 kg/cm2,
[0044] Tempo de Contato: 25 segundos
[0045] Temperatura da placa da prensa: 160°C
[0046] Camada de Superfície Um - Difundida homogeneamente
Figure img0001
[0047] A proporção em massa entre a Resina de Melamina Formal- deido e os componentes secos (Fibra de Madeira, Substância Colo- rante) é igual a 61%.
[0048] A proporção em massa entre a Resina de Melamina Formal- deido e a Fibra de Madeira é igual a 77%.
[0049] O produto resultante é um produto homogêneo esbranquiçado.
Exemplo 2: Alta Estrutura, Pressão Normal
[0050] Quantidade difundida: 600 g/m2
[0051] Placa de suporte: 8 mm de HDF
[0052] Reforço: 2 camadas de NKR 140
[0053] Placa de Estrutura: Estrutura de Ardósia com 0,7 mm
[0054] Pressão: 45 kg/cm2,
[0055] Tempo de contato: 25 segundos
[0056] Temperatura da placa da prensa: 160°C
[0057] Camada de Superfície Um - Difundida homogeneamente
Figure img0002
[0058] A proporção em massa entre a Resina de Melamina Formal- deido e os componentes secos (Fibra de Madeira, Substância Colo- rante) é igual a 131%.
[0059] A proporção em massa entre a Resina de Melamina Formal- deido e a Fibra de Madeira é igual a 188 %.
[0060] O produto resultante é um produto homogêneo substancial menteesbranquiçado com alguns pontos mais brancos nas ranhuras da estrutura estampada.
Exemplo 3: Alta Estrutura, Pressão Normal
[0061] Quantidade difundida: 600 g/m2
[0062] Placa de suporte: 8 mm HDF
[0063] Reforço: 2 camadas de NKR 140
[0064] Placa de estrutura: Estrutura de Ardósia com 0,7 mm
[0065] Pressão: 45 kg/cm2,
[0066] Tempo de contato: 25 segundos
[0067] Temperatura da placa da prensa: 160°C
[0068] Camada de Superfície Um - Difundida homogeneamente
Figure img0003
[0069] A proporção em massa entre a Resina de Melamina Formal- deido e os componentes secos (Fibra de Madeira, Substância Colo- rante) é igual a 271%.
[0070] A proporção em massa entre a Resina de Melamina Formal- deido e a Fibra de Madeira é igual a 382%.
[0071] O produto resultante é um produto homogêneo substancial mente esbranquiçado com muitos pontos mais brancos nas ranhuras da estrutura estampada.
Exemplo 4: Alta Estrutura, Alta Pressão
[0072] Quantidade difundida: 600 g/m2
[0073] Placa de suporte: 8 mm HDF
[0074] Reforço: 2 camadas de NKR 140
[0075] Placa de estrutura: Estrutura de Ardósia com 0,7 mm
[0076] Pressão: 60 kg/cm2,
[0077] Tempo de contato: 25 segundos
[0078] Temperatura da placa da prensa: 160°C
[0079] Camada de Superfície Um - Difundida homogeneamente.
Figure img0004
[0080] O produto resultante é um produto homogêneo substancial mente esbranquiçado com muitos pontos mais brancos nas ranhuras da estrutura estampada.
[0081] A proporção em massa entre a Resina de Melamina Formal- deido e os componentes secos (Fibra de Madeira, Substância Colo- rante) é igual a 131%.
[0082] A proporção em massa entre a Resina de Melamina Formal- deido e a Fibra de Madeira é igual a 188 %.
Exemplo 5: Difusão heterogênea
[0083] Quantidade difundida: 300+300 g/m2
[0084] Placa de suporte: 8 mm HDF
[0085] Reforço: 2 camadas de NKR 140
[0086] Placa de estrutura: Estrutura de Ardósia com 0,7 mm
[0087] Pressão: 45 kg/cm2,
[0088] Tempo de contato: 25 segundos
[0089] Temperatura da placa da prensa: 160°C
[0090] Formulação da sub camada - difundida homogeneamente.
Figure img0005
[0091] A proporção em massa entre a Resina de Melamina Formal- deido e os componentes secos (Fibra de Madeira, Substância Colo- rante) é igual a 132%.
[0092] A proporção em massa entre a Resina de Melamina Formal- deido e a Fibra de Madeira é igual a 150%.
[0093] Formulação da Camada de topo - Difundida através de uma matriz ("shablon").
Figure img0006
[0094] A proporção em massa entre a Resina de Melamina Formal- deido e os componentes secos (Fibra de Madeira, Substância Colo- rante) é igual a 122%.
[0095] A proporção em massa entre a Resina de Melamina Formal- deido e a Fibra de Madeira é igual a 124%.
[0096] O produto resultante é um produto cinzento escuro com um padrão negro. Nas regiões estampadas mais profundas a cor negra é mais intensa comparada com as regiões mais rasas.
Exemplo 6: Projeto mecânico
[0097] Quantidade difundida: 300 g/m2de Subcamada + 300 g/m2 de Camada de topo
[0098] Placa de suporte: 8 mm HDF
[0099] Reforço: 2 camadas de NKR 140
[00100] Placa de estrutura: Estrutura de Ardósia com 0,7 mm
[00101] Pressão: 60 kg/cm2,
[00102] Tempo de contato: 25 segundos
[00103] Temperatura da placa da prensa: 160°C
[00104] Formulação da Subcamada - difundida homogeneamente.
Figure img0007
[00105] A proporção em massa entre a Resina de Melamina Formal- deido e os componentes secos (Fibra de Madeira, Substância Colo- rante) é igual a 136%.
[00106] A proporção em massa entre a Resina de Melamina Formal- deido e a Fibra de Madeira é igual a 194%.
[00107] Formulação da Camada de topo - Difundida homogeneamente.
Figure img0008
[00108] A proporção em massa entre a Resina de Melamina Formal- deido e os componentes secos (Fibra de Madeira, Substância Colo- rante) é igual a 122%.
[00109] A proporção em massa entre a Resina de Melamina Formal- deido e a Fibra de Madeira é igual a 124%.
[00110] Depois da difusão da subcamada e da camada de topo, um robô riscava a superfície de uma maneira programada para remover parte da camada de topo.
[00111] O produto resultante é uma superfície negra que possui uma decoração branco-acinzentada de acordo com a ação do robô.

Claims (6)

1. Painel para construção que compreende uma camada de superfície decorativa (5) disposta a um cerne (6) caracterizado pelo fato de que a camada de superfície compreende uma parte inferior e uma parte superior disposta acima da parte inferior com um gradiente de concentração de aglutinante (19) entre a parte inferior e a parte superior, a parte inferior da camada de superfície que compreende uma primeira mistura compreendendo fibras (14), substância colorante (15), um aglutinante (19) e partículas resistentes ao desgaste (12), e a parte superior da camada de superfície compreende uma segunda mistura compreendendo as fibras (14), a substância colorante (15), o aglutinante (19), e as partículas resistentes ao desgaste (12), em que a primeira mistura possui uma primeira concentração homogênea de aglutinante (19) em que a segunda mistura possui uma segunda concentração homogênea de aglutinante (19) diferente da primeira concentração homogênea de aglutinante (19).
2. Painel para construção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partes inferiores compreendem menos aglutinante (19) do que as partes superiores.
3. Painel para construção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partes superiores compreendem menos aglutinante (19) do que as partes inferiores.
4. Painel para construção, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o aglutinante (19) é uma resina de melamina.
5. Painel para construção, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que as fibras (14) são fibras de madeira.
6. Painel para construção, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de o painel é um painel para piso.
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