CN116547424A - 用于装饰性层压板的浸渍芯纸 - Google Patents
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Abstract
一种用于装饰性层压板、特别是高压装饰性层压板的浸渍芯纸,其通过用包含选自以下的一种或多种树脂的水性浸渍组合物浸渍纸基材获得:三聚氰胺‑醚树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂及其混合物。
Description
技术领域
本发明涉及用于生产装饰性层压板的芯纸、特别是浸渍芯纸(impregnated corepaper)的领域。
背景技术
装饰性层压板通常用于家具、工作台面(例如厨房工作台面)、地板覆盖物(特别是仿制木地板)、窗框或外部覆盖物等的生产中的表面装饰。
有两种主要类型的装饰性层压板:称为高压(HPL或“高压层压板”)的那些,和称为低压(LPL或“低压层压板”)的那些。
高压装饰性层压板(HPL)通常由浸渍有树脂组合物的多个芯片材的芯制成。通常,每个芯片材由基于低精制纤维素的纸(例如牛皮纸)制成,其已经浸渍有热固性树脂组合物,通常是合成苯酚-甲醛树脂组合物。在用热固性树脂组合物浸渍之后,将芯片材干燥、切成片并堆叠在彼此之上。芯片材堆中芯片材的数量取决于应用。它可在3和9之间变化,但可更高或更低。芯的作用是给最终HPL装饰性层压板赋予机械强度。它还可以获得最终HPL层压板所需的厚度,包括调整芯片材堆中的芯片材数量。
然后将用热固性树脂组合物(通常为三聚氰胺-甲醛树脂组合物)浸渍的装饰纸放置在形成芯的用苯酚-甲醛树脂组合物浸渍的牛皮纸堆上。装饰纸通常是一张有或没有印刷图案和/或装饰颗粒的着色纸。装饰纸用于为在其上所固定的芯赋予特定的美学角度。如果它是普通着色纸,它会通过其不透明性隐藏芯并赋予颜色,或如果它是印刷装饰纸,它会赋予图案。传统上,这种印刷装饰图案涉及对天然材料(例如木材或大理石)外观的仿制,但也可展示更多的几何图案,这取决于设计师的创造力。
通常,为了生产高压装饰性层压板,在装饰纸上放置覆盖层,尤其是当装饰纸具有印刷图案时。保护片材通常浸渍有三聚氰胺-甲醛树脂组合物。保护膜没有图案,最终的HPL层压板具有透明外观。该保护膜的目的是提高最终HPL层压板的耐磨性。
然后将浸渍片材堆(即形成芯的浸渍芯片材、浸渍装饰纸片材和浸渍保护片材的堆)放置在层压压榨机中。该压机的压板配有赋予层压板所想要的表面装饰的板。通过加热至110℃至170℃的一般范围内的温度和在5.5Mpa至11MPa的一般范围内的压力下足以固化浸渍堆片材的树脂的时间(大约25至60分钟)来组装该堆。升高的温度和压力允许浸渍该堆中的片材的树脂组合物以流动、固化并使片材粘合彼此结合成对应于HPL层压板的整体结构。然后将这种整体结构附接至用作加固的支撑层。将整体结构例如胶粘到胶合板、硬板、刨花板等,特别是刨花板。
也可以使用所谓的“干式工艺”获得高压层压板,所述干式工艺包括使用未浸渍有热固性树脂组合物的装饰纸,通常夹在位于下方的浸渍有树脂组合物的阻隔纸与位于上方的也浸渍有树脂组合物的保护覆盖片材之间。有一些其中覆盖保护片材不是放在上方而是放在下方的变型。当通过树脂组合物扩散出与装饰纸接触或与其接近的阻隔纸和覆盖纸片材而对单个片材的堆施加压力时,发生用树脂组合物浸渍装饰纸。
当需要更便宜和更不耐用的层压板时,可以使用所谓的低压装饰性层压板(LPL)。LPL层压板仅使用浸渍有热固性树脂组合物的装饰纸和任选的保护性覆盖片材生产,该保护性覆盖片材直接层压到背衬层上,通常是木板(例如,刨花板、中密度或MDF板、胶合板等)。层压步骤在160℃至200℃的温度和1.25Mpa至3MPa的压力下短时间进行。因此,LPL工艺通常被称为短周期或低压工艺。去除芯得到制造更便宜的层压板,但不提供HPL层压板的化学和机械强度和耐用性。
除了高压和低压工艺外,还有一种称为CPL(“连续压制层压”)的连续层压工艺,与高压工艺类似,但其中使用从卷轴上展开的纸而不是预切割片材。
因为甲醛被认为是对健康有害的物质,所以在处理含有这种物质的浸渍树脂组合物时必须采取预防措施,这使得装饰性层压板的生产更复杂。此外,装饰性层压板中的甲醛残留物被认为是室内空气污染物。因此,制造商一直在寻找制造甲醛排放较少或不排放甲醛的装饰性层压板的工艺。
尽管有这种对不含甲醛的浸渍树脂组合物的需要,但形成常规HPL层压板芯的牛皮纸片材仍以30%至40%的饱和度大部分浸渍有合成苯酚-甲醛树脂(酚醛树脂)组合物,该组合物即由酚类与甲醛反应制得。
通常,牛皮纸片材首先通过经由辊***使片材的一侧与苯酚-甲醛树脂浴的表面接触而用苯酚-甲醛树脂组合物预润湿。该预润湿步骤用于消除片材中滞留的空气并开始用树脂快速浸泡。通过将片材通过辊(“用天空辊(sky rolls)的曝气步骤”)来完成截留空气的去除。然后将片材通过完全浸入苯酚-甲醛树脂浴中来浸渍(“浸泡步骤”),然后通过一对辊(“挤压辊”)以除去过量的苯酚-甲醛树脂。因此,浸渍牛皮纸片材的步骤在不是造纸机一部分的特定装置上以常规离线方式进行。该特定装置以50至250m/min的纸运行速度运行。
文献EP0473335描述了一种用于浸渍芯板材的基于溶剂的树脂组合物。该树脂组合物中使用的溶剂为含有最多8个碳原子的酮类,例如甲基乙基酮、丙酮或甲基异丁基酮,其是对环境有害的有机溶剂。
文献EP2767392公开了一种防火装饰板。该装饰板包含预浸渍有例如玻璃纤维、岩棉或碳纤维的无机纤维基材。该文献指出,使用无机纤维基材优于有机纤维基材,因为它提高了装饰板的耐火特性。然而,此类无机纤维基材的结构和树脂浸渍特性与通常用于制造装饰性HPL的基于纤维素的纸基材(例如牛皮纸)不相当。
需要更快且更容易地生产用于制造对健康和环境危害较小的装饰性层压板的浸渍芯纸,同时尤其是在强度和耐用性方面至少与传统装饰性层压板、尤其是包含浸渍有苯酚-甲醛树脂组合物的牛皮纸片材的那些一样好。
发明内容
浸渍芯纸
根据本发明的一个方面,本发明通过用于装饰性层压板、特别是高压装饰性层压板的浸渍芯纸满足该需要,其通过用包含选自以下的一种或多种树脂的水性浸渍组合物浸渍纸基材获得:三聚氰胺-醚树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂及其混合物。
浸渍组合物是可基本上不含有机溶剂的水性组合物。
浸渍组合物可基本上不含苯酚-甲醛树脂。
浸渍组合物可基本上不含游离甲醛。浸渍组合物的树脂中的“游离甲醛”含量可以根据ISO 11402:2004测定。
应理解,“基本上不含苯酚-甲醛”意指浸渍组合物分别包含小于5干重%的苯酚-甲醛树脂、更好是小于2干重%、还更好是小于1干重%。应理解,“基本上不含有机溶剂”意指浸渍组合物分别包含小于5干重%的有机溶剂、更好是小于2干重%、还更好是小于1干重%。应理解,“基本上不含游离甲醛”意指浸渍组合物分别包含如根据ISO 11402:2004测定的小于5干重%的游离甲醛、更好是小于2干重%、还更好是小于1干重%、或甚至小于0.5干重%或0.1干重%。
因此,此类浸渍组合物对健康和环境的危害较小,尤其是与传统的苯酚-甲醛树脂和含有大量游离甲醛的树脂相比。
根据本发明,浸渍芯纸片材的层压产生具有良好粘聚力的芯,即片材彼此充分粘合。
另一方面,当装饰性层压板经受标准DIN EN 438-2:2019-03中描述的耐沸水浸泡测试时,本发明允许维持这种粘聚力,即装饰性层压板足够强而不分层,并且装饰性层压板的膨胀是有限的(其厚度和质量的增加有限)。
通过层压根据本发明的浸渍芯纸片材获得的装饰性层压板的粘聚力和强度至少与现有技术已知的装饰性层压板相当,即包含用常规苯酚-甲醛型树脂浸渍的牛皮纸片材。
值得注意的是,用浸渍芯纸内减少量(即降低的饱和度)的浸渍组合物还可以实现这种粘聚力和强度,尤其是与浸渍有常规苯酚-甲醛型树脂的牛皮纸片材的饱和度相比。这可降低制造浸渍芯纸的成本。
“饱和度”定义为浸渍组合物的干重与浸渍芯纸的总干重之比。
因此,根据本发明的浸渍芯纸能够替代用常规苯酚-甲醛型树脂浸渍的芯纸片材,并提供至少相当的性能,同时对健康和环境的危害更小并且更便宜。
在一些实施方式中,浸渍组合物可包含三聚氰胺-醚树脂,特别是至少90干重%、更好是至少95干重%的三聚氰胺-醚树脂,或丙烯酸树脂,特别是至少90干重%、更好是至少95干重%的丙烯酸树脂,或环氧树脂和硬化剂的混合物,特别是至少90干重%、更好是至少95干重%的该混合物。更特别地,环氧树脂和固化剂混合物在混合物中包含5干重%至25干重%、优选10干重%至20干重%的固化剂。术语“硬化剂”被理解为意指交联剂。硬化剂可以是聚酰胺型的或可以是使环氧树脂硬化的任何其他类型的。
在一些实施方式中,浸渍组合物可包含三聚氰胺-醚树脂,特别是至少25干重%的三聚氰胺醚树脂,或丙烯酸树脂,特别是至少55%,更好是至少70干重%的丙烯酸树脂,或其组合。
三聚氰胺-醚树脂可以是超低甲醛三聚氰胺-醚树脂。所述树脂中的游离甲醛含量可小于1干重%或甚至小于0.1干重%。
浸渍组合物可包含水溶性聚合物。这种水溶性聚合物可例如为淀粉、改性淀粉、羧甲基纤维素(CMC)、瓜尔胶、聚乙烯醇或其混合物。水溶性聚合物优选选自淀粉、改性淀粉、聚乙烯醇及其混合物。改性淀粉可以是通过物理、酶促、化学和/或热处理而改性的淀粉。淀粉和/或改性淀粉可源自玉米、马铃薯、小麦、大米和/或木薯。
在一些实施方式中,当浸渍组合物包含水溶性聚合物时,水溶性聚合物优选占浸渍组合物的45干重%或更小,并且丙烯酸、三聚氰胺-醚、环氧树脂或其混合物可特别以浸渍组合物的至少55干重%、优选至少70干重%或至少92干重%的量存在。
在其他不同的实施方式中,水溶性聚合物可占浸渍组合物的大于45干重%、多达70干重%或90干重%,并且丙烯酸、三聚氰胺-醚、环氧树脂或其混合物可特别以浸渍组合物的小于55干重%、优选小于30干重%或甚至小于10干重%的量存在。
来自可再生资源的水溶性聚合物是优选的,因为它们减少了产品的碳足迹。可再生水溶性聚合物的实例包括淀粉和/或羧甲基纤维素。
丙烯酸树脂可以是苯乙烯-丙烯酸乳胶。
浸渍组合物可以是无色的。这与通常呈黄色或棕色的常规苯酚-甲醛树脂不同。因此,本发明能够控制浸渍芯纸的最终颜色,尤其是通过渲染纸张基材的颜色或通过向浸渍组合物中添加有机或无机染料以获得浸渍芯纸所期望的颜色。
基于纸基材的总干重,纸基材可包含至少45干重%、更好是至少90干重%、甚至更好是至少95干重%的纤维素纤维。
纤维素纤维可以是短纤维、长纤维、或短纤维和长纤维的混合物。
纤维素纤维可源自木材,尤其是桉树或其他树,或其他植物材料例如棉花、***、亚麻、竹子或其混合物。
纸基材可包含纤维素纤维和至少一种可热熔合成化合物,其以干重计的质量比是纤维素纤维总量相对于一种或多种可热熔合成化合物总量大于或等于1:1且小于或等于15:1、更优选大于或等于1:1且小于或等于10:1、甚至更优选大于或等于1:1且小于或等于4:1。
“纸基材”应理解为意指通过造纸工艺获得的基材,也称为湿法工艺,即经由普通造纸工艺、特别是在Fourdrinier型造纸机上获得。
“可热熔合成化合物”应理解为意指包含一种或多种合成聚合物的化合物,其获自化学合成,特别是通过单体聚合反应,与交联反应偶联或不偶联,该化合物在经过热能输入熔化后表现出粘聚特性。
申请人已经发现纸基材中可热熔合成化合物的存在是特别有利的,因为它可以改变纸基材的多孔结构并因此提高浸渍组合物的吸收速率(浸渍所需时间减少)。
可热熔合成化合物的存在也是特别有利的,因为当根据本发明的浸渍芯纸片材与上面和/或下面片材、特别是浸渍芯纸和/或装饰纸片材层压以获得装饰性层压板时,可热熔合成化合物在供应热能后熔化和随后冷却后充当粘合剂。因此,与仅由纤维素纤维形成的芯纸相比,根据本发明的浸渍芯纸片材与上面和/或下面片材的粘附性得到提高,这使得能够提高所获得的装饰性层压板的内部粘聚力。
根据本发明,纸基材中纤维素纤维的存在在可热熔合成化合物的固定中起重要作用。按干重计的质量比(总纤维素纤维/总可热熔合成化合物)大于或等于1:1是特别有利的,因为这样的比率可以允许可热熔合成化合物在由纤维素纤维形成的纤维结构中以最佳可能方式固化,并从而确保后续浸渍步骤所必需的纸基材具有更大的粘聚力。
优选地,可热熔合成化合物与纤维素纤维以及湿纸工艺具有良好的相容性。例如,可以通过对可热熔合成化合物进行表面处理来改善这种相容性。
可热熔合成化合物可包括热塑性聚合物或由热塑性聚合物制成。
热塑性聚合物可选自以下的家族:丙烯酸聚合物、聚氨酯、聚烯烃、特别聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯酸(EAA)、乙烯甲基丙烯酸酯(EMA)、乙烯甲基丙烯酸甲酯(EMMA)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚酯(PES),特别是聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚乳酸(PLA)、聚酰胺、聚乙烯醇(PVA或PVOH)、聚氯乙烯(PVC)、乙烯乙烯醇(EVOH)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、其共聚物及其混合物。
可热熔合成化合物可呈分散形式、特别呈粉末和/或纤维形式。粉末可包含单组分或多组分颗粒,特别是例如芯/皮类型的双组分颗粒,或其混合物。粉末可包含单组分或多组分颗粒,特别是例如芯/皮类型的双组分颗粒,或其混合物。
可热熔合成化合物可至少部分分布在造纸基材块中。这允许可热熔合成化合物更多地与纤维素纤维相互作用,并因此更多地被由纤维素纤维形成的纤维结构保留。事实上,如上所提及,纤维素纤维的存在在可热熔合成化合物的凝固中起着重要作用。
在可热熔合成化合物为纤维形式的情况下,合成可热熔纤维与纤维素纤维的缠结进一步提高了纸基材的粘聚力。
纤维素纤维可以从传统的纸浆制造工艺中获得,特别是由ENCE、CMPC、SUZANO、UPM、METSA、STORA ENSO等所用的所谓的“Kraft工艺”。另一方面,在从软木中获得的长纤维和从硬木中获得的短纤维之间有区别。
合成可热熔纤维的数均直径例如为5至20μm,尤其是10至18μm。合成可热熔纤维的数均长度是例如0.5至15mm,尤其是2至11mm。可热熔合成纤维的数均线密度是0.5至3.5dtex,特别是1至3dtex(1dtex=0.1mg/m)。
例如,纸基材可包含聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)或聚乙烯醇(PVOH)的单组分可热熔合成纤维。
特别地,它可以是由Kuraray公司以编号KURALON VPB101出售的单组分PVOH可热熔合成纤维(直链质量或滴度为2.6dtex,直径为17μm,长度为4mm,和熔点为80℃)。
例如,纸基材可包含芯/皮型的合成双组分可热熔纤维(也称为BiCo纤维),包括聚酯/聚烯烃(例如PET/PE),聚烯烃/聚烯烃(例如PP/PE),聚酯/共聚酯(例如PET/Co-PET或PET/EVOH)(芯/皮)。
优选地,皮的熔点低于芯的熔点。特别地,这可以允许熔化后的皮充当粘合剂并且芯保持整合以便在纸基材内保持均匀的纤维结构。
芯/皮型双组分合成可热熔纤维可以是同心的和/或偏心的。芯与皮的比率可以从50/50到90/10变化。
特别地,它可以是由Kuraray公司以编号N720出售的PET/Co-PET芯/皮型(即PET芯和Co-PET皮)的双组分可热熔合成纤维(线性质量或滴度为2.2dtex,14μm直径,5-10mm长度和110℃熔点)或N720H(2.3dtex密度,15μm直径,5mm长度和130℃熔点)。
优选地,可热熔合成化合物选择为使其熔点接近层压过程中使用的温度,使得它仅在根据本发明浸渍的芯纸被层压以形成装饰性层压板时熔化,并且在该层压步骤之前不熔化,例如在造纸机上制备纸基材的步骤期间或在浸渍纸基材的步骤期间。事实上,在层压步骤之前发生的可热熔合成化合物的熔化会阻塞纸基材的孔隙,并因此导致纸质基材对浸渍组合物的吸收能力大幅降低。另一方面,这种可热熔合成化合物在造纸机上的熔化会堵塞造纸机并干扰这种纸基材的生产或造纸机的正常运行。
特别地,可热熔合成化合物的熔点选择为足够高,使得可热熔合成化合物在纸基材干燥期间在造纸机上生产纸基材期间或在其浸渍后干燥期间不熔化。
可热熔合成化合物的熔点可大于或等于80℃、大于或等于90℃、甚至大于或等于100℃。
可热熔合成化合物的熔点可小于或等于200℃、小于或等于190℃、甚至小于或等于180℃。
特别地,可热熔合成化合物的熔点可为105℃至150℃。
在可热熔合成化合物呈芯/皮型双组分颗粒和/或芯/皮型双组分纤维形式的情况下,可热熔合成化合物的熔点对应于皮(即,形成颗粒或纤维的最外层)的熔点。
纸基材的浸渍前基重可为40至400g/m2,优选50至200g/m2。纸基材的基重根据ISO536在根据ISO 187包装之后测定。
纸基材可以具有通过Gurley方法测量的1至60秒、优选5至30秒的透气性。通过Gurley方法测量的透气性根据ISO 5636-5:2013测定。此类透气性通常与良好的树脂浸渍特性有关。
纸基材可包含至少一种填料和/或至少一种颜料,特别选自矿物颜料,例如二氧化钛、粘土、煅烧粘土、滑石、碳酸钙、铁氧化物、高岭土、煅烧高岭土、硅藻土、二氧化硅尤其是胶态二氧化硅,有机颜料、例如偶氮化合物或萘酚,合成颜料、硫酸钡、三水合铝及其混合物,优选选自二氧化钛、煅烧粘土及其混合物。
填料和/或颜料的存在可以改变纸基材的多孔结构并允许它更快和更均匀地用浸渍组合物浸渍。
填料和/或颜料的干重可以是浸渍芯纸的总干重的5%至40%、优选8%至36%。根据ISO 2144测量矿物填料的填料和/或颜料的干重。
填料和/或颜料的按质量计的尺寸D50的范围优选为0.05至30微米,优选为0.1至15微米。
优选地,填料和/或颜料存在于大部分纸基材中。
纸基材中和浸渍前的可热熔合成化合物可以是透明的、白色的或着色的,特别是具有可以与纤维素纤维的颜色相同或不同的颜色。
纸基材可以漂白或不漂白。它可以是有色或无色的。
优选地,纸基材的干重组成可如下定义:
(干重%的纤维素纤维)+(干重%的可热熔化合物)+(干重%的填料和/或颜料)+(干重%的添加剂)=100干重%的纸基材。
以上定义的组成中的添加剂占纸基材的小于5干重%。佐剂可例如选自干强剂、湿强剂、助留剂、固定剂及其混合物。
浸渍组合物的固体含量可为20重量%至60重量%,优选25重量%至35重量%。
浸渍组合物的干重可以是浸渍芯纸的总干重的15%至45%、优选15%至30%。
浸渍芯纸的基重可为50至400g/m2,优选60至200g/m2。这是用浸渍组合物浸渍之后的纸基材的基重。
制造方法
本发明的另一个主题独立地或与前述组合地提供一种用于制备如上定义的浸渍芯纸的方法,包括用包含一种或多种选自由三聚氰胺-醚树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂及其混合物组成的组的树脂的水性浸渍组合物浸渍纸基材。
纸基材可以在造纸机上在线浸渍,优选通过胶压机(也称为“施胶压榨”)或类似装置。用于浸渍纸基材的“施胶压榨”可与表面处理设备例如气刀或刮刀涂布机(也称为“刮刀涂布”机)、帘式涂布机、Champion涂布机、凹版涂布机、压膜涂布机或喷涂设备,例如喷嘴或喷枪组合。这使得可以浸渍纸基材,然后在必要时进行表面处理。
在线生产被理解为意指在具有生产浸渍芯纸所需的所有元件的单一生产工具上进行生产。
在线浸渍可显著减少制造浸渍芯纸的时间和成本。与用现有技术的常规苯酚-甲醛树脂离线浸渍牛皮纸相比,在线浸渍因此提高了浸渍芯纸制造工艺的效率,特别是通过消除与离线浸渍相关的额外操作。
纸基材可以以300m/min或更高、特别是400m/min或甚至450m/min的纸速浸渍。
可使纸基材浸渍至15干重%至45干重%、优选15干重%至30干重%的饱和度。
在25℃下用装有移动转子No.2的布氏粘度计(来自Lamy Rheology的First-RM)在100rpm的剪切速率下测量的浸渍组合物的粘度,可以为10至150cPs,特别是20至80cPs。此类粘度值可以例如对应于具有约30重量%的固体含量即干提取物的浸渍组合物。
此类粘度与高速造纸机上的在线浸渍兼容。
芯
本发明的独立地或与前述组合的另一主题是用于装饰性层压板、特别是高压装饰性层压板的芯,其包含至少一个如上所述浸渍或根据如上所述的方法获得的芯纸片材,特别是至少两个片材、更好是10至100个片材、更好是20至50个片材,至少部分叠加、更好是完全叠加。形成芯的叠加片材的数量可根据所想要的芯最终厚度来选择。
优选地,浸渍芯纸片材被层压在一起以形成在片材之前有粘聚力的芯。层压优选在30至150℃的温度和约200巴的压力下进行。
当根据DIN EN 438-2:2019-03标准进行测试时,装饰性层压板在层压后保持其粘聚力,即其在沸水浸泡测试后未显示分层。
装饰性层压板
本发明的独立地或与前述组合的另一主题是装饰性层压板,特别是高压装饰性层压板,其包含如上所述的芯和特别是至少一个装饰纸片材,特别是浸渍、放置在(任选地***中间片材)芯的两个相对主表面中的至少一者上。
***在装饰纸片材(特别是浸渍的)和芯的两个相对主表面中的一者之间的中间片材可以是例如对比纸片材。
装饰性层压板可包含两个浸渍装饰纸片材,每个放置在(任选***中间片材)芯的相应主表面上。
替选地,装饰性层压板可包括放置在(任选***中间片材)芯的两个相对主表面中的一者上的浸渍装饰纸片材和放置在芯的另一个主表面上的支撑层。支撑层可以是木板,例如刨花板。
芯纸
本发明的独立地或与前文组合的另一个主题是用于装饰性层压板、特别是高压装饰性层压板的芯纸,其包含纸基材,所述纸基材包含纤维素纤维和至少一种可热熔合成化合物,其以干重计的质量比是纤维素纤维总量相对于一种或多种合成可热熔化合物总量大于或等于1:1且小于或等于15:1、更优选大于或等于1:1且小于或等于10:1、甚至更优选大于或等于1:1且小于或等于4:1,和/或纸基材,其包含至少一种填料和/或至少一种颜料,特别是选自矿物颜料,例如二氧化钛、粘土、煅烧粘土、滑石、碳酸钙、铁氧化物、高岭土、煅烧高岭土、硅藻土、二氧化硅特别是胶态二氧化硅,有机颜料、例如偶氮化合物或萘酚、合成颜料、硫酸钡、三水合铝及其混合物,优选选自二氧化钛、煅烧粘土及其混合物。
优选地,纸基材能够用包含选自以下的一种或多种树脂的水性浸渍组合物浸渍:三聚氰胺-醚树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂及其混合物。
纸基材可具有上文针对浸渍芯纸的纸基材定义的任何或所有特性。
浸渍芯纸的用途
本发明的另一主题独立地或与前述组合地使用如上所述的浸渍芯纸来制造装饰性层压板,特别是高压装饰性层压板。
装饰性层压板可包括顶层、背衬层和放置在顶层和背衬层之间的至少一个根据本发明的浸渍芯纸片材。
顶层和背衬层可以由浸渍的装饰纸片材形成,尤其是用热固性树脂组合物浸渍。
例如,装饰性层压板在顶层和背衬层之间包含至少两个根据本发明浸渍的芯纸片材,更好是10至100个片材,甚至更好是20至50个片材,至少部分重叠,更好完全重叠。
另一方面,装饰性层压板可以层压到木板,例如刨花板面板。
附图说明
[图1]图1是根据本发明的装饰性层压板的实例的局部示意性横截面,和
[图2]图2是类似于替选实施方式的图1的视图。
具体实施方式
根据本发明的装饰性层压板10、具体地高压装饰性层压板的实例显示于1中。在该图中,为了清楚起见,未显示实际比例。
装饰性层压板10包括芯15,所述芯15包含三个根据本发明的浸渍芯纸片材12。
当然,形成图1所示的芯15的浸渍芯纸片材12的数量只是实施方式的非限制性实例。
芯15可包含1至100个根据本发明的浸渍芯纸片材12,特别是20至50个根据本发明的浸渍芯纸片材12。
芯15在其两个主要相对表面中的每一者上都被装饰纸片材11覆盖。
任选地,中间片材13、例如对比纸片材可以***在芯15和任何或所有的装饰纸片材11之间。
任选地,任何或所有的装饰纸片材11可以在其外侧被保护性片材14、称为“覆盖层”覆盖。
装饰纸片材11可浸渍有树脂、特别是热固性树脂,例如三聚氰胺-甲醛树脂。
在图2所示的实施方式中,装饰性层压板10包括装饰纸片材11,特别是用树脂浸渍的,任选地覆盖中间片材13和芯15,所述芯15包括一个或多个根据本发明的浸渍芯纸片材12。
装饰纸片材11可被保护性片材14、称为“覆盖层”覆盖。
由形成芯15的浸渍芯纸片材12、装饰纸片材11、任选的中间片材13和任选的保护性片材14构成的组件被胶粘在支撑体40上,例如刨花板,例如。
实施例
以下实施例仅用于说明本发明,并不以任何方式限制本发明。实际上,除了下面描述的那些之外,本发明的各种修改对于本领域技术人员来说从上面的描述和下面的实施例将变得明显,并且将落入权利要求的范围内。进行以下测试以相对于现有技术的已知对比例(比较实施例)评价根据本发明获得的浸渍芯纸的特性。
浸渍组合物的影响
[表1]
纸基材A:纤维=100%纤维素,基重=125g/m2,0%颜料,Gurley孔隙度为8秒。
纸基材B:纤维=100%纤维素,基重=67g/m2,23%颜料(TiO2),以干重计,与浸渍前纸基材的总干重相比,Gurley孔隙度为10秒。
SA乳胶:苯乙烯-丙烯酸乳胶
SB乳胶:苯乙烯-丁二烯乳胶
ULF三聚氰胺-醚:“超低甲醛”三聚氰胺-醚树脂。
KEM-101-50:环氧树脂(4,4'-(1-甲基亚乙基)双酚与2,2'-[(1-甲基亚乙基)双(4,1-亚苯基氧基亚甲基)]双[环氧乙烷的聚合物];CAS:25036-25-3)
KH 700:聚胺硬化剂(水溶性聚胺)
KH 720:聚胺硬化剂(聚胺乳液)
Acronal S305D:苯乙烯-丙烯酸乳胶
Stabilys A040:淀粉
装饰性层压板粘聚力(+):在层压之后装饰性层压板片材之间存在粘聚力装饰性层压板粘聚力(-):在层压之后装饰性层压板片材之间不存在粘聚力根据标准DIN EN 438-2:2019-03(+)的测试:不存在装饰性层压板片材分层根据标准DIN EN 438-2:2019-03(-)的测试:装饰性层压板片材分层
在表1的实施例中,两种不同的纸基材用不同的浸渍组合物施胶压榨浸渍,然后干燥以形成浸渍芯纸片材12。
然后将用于每种浸渍组合物的多个浸渍芯纸片材12堆叠以形成芯15,所述芯15在其上侧上覆盖有浸渍装饰纸片材11,并且任选地在其下侧上覆盖有另一个浸渍装饰纸片材11。然后层压该组件以形成装饰性层压板10。使用的层压条件如下:
-在持续30分钟的第一步中,将温度从30℃升至150℃应用于该堆,然后
-在持续12.5分钟的第二步中,将施加至该堆的温度保持在150℃,然后
-在持续5分钟的第三步中,将施加至该堆的温度从30℃降低到150℃,然后在上述所有三个步骤中将大约10MPa的压力施加到装饰性层压板10。
当装饰性层压板10在层压浸渍芯纸片材12之后表现出粘聚力时,该装饰性层压板10经受根据标准DIN EN 438-2:2019-03的测试,其包括浸没装饰性层压板10于沸水中持续2小时和然后评价装饰性层压板10的膨胀和形成装饰性层压板10的各个片材的可能分层。
浸渍组合物包含约30重量%的固体(即,约30重量%固体)和70重量%的水。不同浸渍组合物的固体部分(干提取物)的组成如表1所示。
表1中可以看出,实施例6、7、10-14和22的浸渍组合物在层压浸渍芯纸片材12之后没有产生具有粘聚力的装饰性层压板10。
实施例3-5、8、19和24的浸渍组合物在层压浸渍芯纸片材12之后提供了具有粘聚力的装饰性层压板10,但装饰性层压板10在根据标准DIN EN 438-2:2019-03测试时失去粘聚力并分层。
类似于现有技术参考的实施例,实施例1、2、9、15-18、20、21、23、25-29(根据本发明的实施例)的浸渍组合物提供在层压浸渍芯纸片材12后表现出粘聚力的装饰性层压板10,并且当装饰性层压板10经受标准DIN EN 438-2:2019-03测试时保持这种粘聚力。因此,根据本发明的实施例具有与现有技术参考的实施例相似的性能。
纸基材中存在填料和/或颜料的影响
[表2]
C:基重=80g/m2;精炼能=150kWh/t
装饰性层压板粘聚力(+):在层压之后装饰性层压板片材之间存在粘聚力
装饰性层压板粘聚力(-):在层压之后装饰性层压板片材之间不存在粘聚力
根据标准DIN EN 438-2:2019-03(+)的测试:不存在装饰性层压板片材分层
根据标准DIN EN 438-2:2019-03(++)的测试:强度提高
根据标准DIN EN 438-2:2019-03(-)的测试:装饰性层压板片材分层
在表2的实施例中,在其质量中含各种填料或颜料的纸基材通过施胶压榨用含100重量%的ULF三聚氰胺-醚树脂(100重量%的干物质)或55重量%(55重量%的干物质)的苯乙烯-丙烯酸乳胶(SA乳胶)和45重量%(45重量%的干物质)的淀粉的浸渍组合物(在30%干物质下)浸渍,然后干燥以便形成浸渍芯纸片材12。
类似于表1中的实施例,然后将浸渍芯纸片材12在表1中为测试指示的层压条件下层压在一起以形成装饰性层压板10。当装饰性层压板10在层压浸渍芯纸片材12之后表现出粘聚力时,该装饰性层压板10经受根据标准DIN EN 438-2:2019-03的测试,其包括浸没装饰性层压板10于沸水中持续2小时和然后评价装饰性层压板10的膨胀和形成装饰性层压板10的各个片材的可能分层。
通过比较实施例30至32,可以观察到,基于浸渍后纸基材总干重的20干重%的煅烧粘土(实施例31)或TiO2(实施例32)的存在提高了装饰性层压板10的强度至根据标准2019-03的测试,因为与实施例30获得的结果相比,作为根据标准DIN EN 438-2:2019-03的测试的结果的装饰性层压板10厚度增加和质量增加在实施例31和32中受到限制。
通过比较实施例33至35,可以看出,基于浸渍后纸基材总干重,存在22干重%的粘土(实施例34)或滑石(实施例35)为通过层压浸渍芯片材12获得的装饰性层压板10提供了粘聚力。另一方面,当根据标准DIN EN 438-2:2019-03测试时,这些填料的存在不会维持装饰性层压板10的粘聚力,因为观察到分层。
通过比较实施例33和36-37,可以看出,基于浸渍后纸基材的总干重,21干重%的煅烧粘土(实施例36)或TiO2(实施例37)的存在产生粘聚装饰性层压板10,其粘聚力当装饰性层压板10经受标准DIN EN 438-2:2019-03测试时得以维持。
因此,对于给定的浸渍组合物,填料和/或颜料在纸基材质量中的存在可增加通过层压浸渍芯纸片材12获得的装饰性层压板10的粘聚力和/或根据标准DIN EN 438-2:2019-03的其测试强度。这种效果可以由以下事实解释:填料和/或颜料的存在导致纸基材的多孔结构发生变化,这使得它能以更快和更均匀的方式浸渍。因此,对于给定的浸渍条件,饱和度、即浸渍芯纸12中的浸渍组合物的量增加。
对于给定的纸基材和给定的浸渍条件,对于不同浸渍组合物获得的饱和度的变化可以通过浸渍组合物的粘度变化来解释。浸渍组合物的粘性越小,它越能渗透纸基材,因此饱和度越高。
纸基材中合成纤维的存在的影响
[表3]
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C:基重=80g/m2;精炼能=150kWh/t
SA乳胶:苯乙烯-丙烯酸乳胶
ULF三聚氰胺醚:“超低甲醛"三聚氰胺-醚树脂
Kuralon VPB 101:PVA合成纤维(2.9dtex;17μm直径;4mm长度;熔点:80℃)
N720:双组分聚酯/PET合成纤维(2.2dtex;14μm直径;5-10mm长度;熔点110℃)
N720H:双组分聚酯/PET合成纤维(2.3dtex;15μm直径;5mm长度;熔点:130℃)
装饰性层压板粘聚力(+):在层压之后装饰性层压板片材之间存在粘聚力
装饰性层压板粘聚力(-):在层压之后装饰性层压板片材之间不存在粘聚力
根据标准DIN EN 438-2:2019-03(+)的测试:不存在装饰性层压板片材分层
根据标准DIN EN 438-2:2019-03(++)的测试:强度提高
根据标准DIN EN 438-2:2019-03(-)的测试:装饰性层压板片材分层
在表3的实施例中,含有基于浸渍后纸基材总干重的20干重%TiO2及纤维素纤维和合成纤维的不同混合物的纸基材通过施胶压榨用在干提取物中含100重量%的ULF三聚氰胺-醚树脂或55重量%的苯乙烯-丙烯酸乳胶(SA乳胶)和45重量%的淀粉的浸渍树脂浸渍,然后干燥以形成浸渍芯纸片材12。
类似于表1和2中的实施例,然后将浸渍芯纸片材12在表1中为测试指示的层压条件下层压在一起以形成装饰性层压板10。当装饰性层压板10在层压浸渍芯纸片材12之后表现出粘聚力时,该装饰性层压板10经受根据标准DIN EN 438-2:2019-03的测试,其包括浸没装饰性层压板10于沸水中持续2小时,然后评价装饰性层压板10的膨胀和任选的形成芯15的各个片材12的可能分层。
通过比较实施例32和38、32和40、32和42,看到纸基材中合成纤维的存在使得可以提高在根据标准DIN EN 438-2:2019-03测试时装饰性层压板10的强度,因为与实施例32相比,作为根据标准DIN EN 438-2:2019-03的测试结果的装饰性层压板10厚度增加和质量增加在实施例38、40和42中降低。当比较实施例37和44、37和46、37和48时得到相同的观察结果。
通过比较实施例38和39、40和41、42和43,看到增加纸基材内合成纤维的比例进一步提高了装饰性层压板10相对于标准DIN EN 438-2:2019-03测试的强度。当比较实施例44和45、46和47、48和49时得到相同的观察结果。
因此,对于给定的浸渍组合物,合成纤维在纸基材中的存在可增加通过层压浸渍芯纸片材12获得的装饰性层压板10的强度至根据标准DIN EN 438-2:2019-03的测试。这种效果可以由以下事实解释:合成纤维的存在使得对于给定的浸渍条件可以增加饱和度、即浸渍芯纸12中浸渍组合物的量。
此外,表3中的实施例表明,对于给定的浸渍组合物和纸基材中给定的合成纤维比例,强度随着合成纤维的熔点升高而提高。这可以由以下事实解释:足够高的合成纤维熔点允许合成纤维仅在加热下进行的HPL层压过程中熔化而不是事先熔化,尤其是在造纸机上生产纸基材的过程中。在层压过程中熔化合成纤维则允许合成纤维充当浸渍芯纸片材12之间的粘合剂(热粘合),因此增加芯15和因此装饰性层压板10的粘聚力和强度。
如从本发明的前述描述和示例性实验实施例可以理解,本发明可以参考以下实施方式进行描述:
1.用于装饰性层压板(10)、特别是高压装饰性层压板的浸渍芯纸(12),其通过用包含选自以下的一种或多种树脂的水性浸渍组合物浸渍纸基材获得:三聚氰胺-醚树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂及其混合物。
2.根据实施方式1所述的浸渍芯纸(12),其特征在于浸渍组合物包含三聚氰胺-醚树脂,特别是至少90干重%、更好是至少95干重%的三聚氰胺-醚树脂,或丙烯酸树脂,特别是至少90干重%、更好是至少95干重%的丙烯酸树脂,或环氧树脂和硬化剂的混合物,特别是至少90干重%、更好是至少95干重%的该混合物。
3.根据实施方式1或2所述的浸渍芯纸(12),其特征在于,浸渍组合物包含水溶性聚合物、特别选自淀粉、改性淀粉、聚乙烯醇及其混合物。
4.根据前述实施方式中任一项所述的浸渍芯纸(12),其特征在于基于所述纸基材的总干重,所述纸基材包含至少45干重%、更好是至少90干重%、甚至更好是至少95干重%的纤维素纤维。
5.根据前述实施方式中任一项所述的浸渍芯纸(12),其特征在于所述纸基材包含纤维素纤维和至少一种可热熔合成化合物,其以干重计的质量比是所述纤维素纤维总量相对于所述一种或多种可热熔合成化合物总量大于或等于1:1且小于或等于15:1、更优选大于或等于1:1且小于或等于10:1、甚至更优选大于或等于1:1且小于或等于4:1。
6.根据实施方式5所述的浸渍芯纸(12),其特征在于可热熔合成化合物包含热塑性聚合物或由热塑性聚合物组成,所述热塑性聚合物特别选自以下的家族:丙烯酸聚合物、聚氨酯、聚烯烃,尤其是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯酸(EAA)、乙烯甲基丙烯酸酯(EMA)、乙烯甲基丙烯酸甲酯(EMMA)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚酯(PES)尤其是聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚乳酸(PLA)、聚酰胺、聚乙烯醇(PVA或PVOH)、聚氯乙烯(PVC)、乙烯乙烯醇(EVOH)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、其共聚物及其混合物,所述可热熔合成化合物特别呈纤维的形式,特别是选自以下的形式:单组分纤维、多组分纤维特别是双组分纤维、及其混合物。
7.根据前述实施方式中任一项所述的浸渍芯纸(12),其特征在于所述浸渍组合物的干重是所述浸渍芯纸的总干重的15%至45%、优选15%至30%。
8.根据前述实施方式中任一项所述的浸渍芯纸(12),其特征在于所述浸渍芯纸(12)具有50至400g/m2、优选60至200g/m2的重量。
9.根据前述实施方式中任一项所述的浸渍芯纸(12),其特征在于所述纸基材包含至少一种填料和/或至少一种颜料,特别选自矿物颜料,例如二氧化钛、粘土、煅烧粘土、滑石、碳酸钙、铁氧化物、高岭土、煅烧高岭土、硅藻土、二氧化硅尤其是胶态二氧化硅、有机颜料例如偶氮化合物或萘酚、合成颜料、硫酸钡、三水合铝及其混合物,优选选自二氧化钛、煅烧粘土及其混合物。
10.根据实施方式9所述的浸渍芯纸(12),其特征在于所述填料和/或颜料的干重是所述浸渍芯纸的总干重的5%至40%、优选8%至36%。
11.制造根据实施方式1至10中任一项所述的浸渍芯纸(12)的方法,其包括用包含选自以下的一种或多种树脂的水性浸渍组合物浸渍纸基材:三聚氰胺-醚树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂及其混合物。
12.根据实施方式11所述的方法,其特征在于所述纸基材在造纸机上在线浸渍,优选通过施胶压榨。
13.根据实施方式11或12所述的方法,其特征在于使所述纸基材浸渍至15干重%至45干重%、优选15干重%至30干重%的饱和度。
14.用于装饰性层压板(10)、特别是高压装饰性层压板的芯(15),其包括至少一个如根据实施方式1至10中任一项所定义或根据如实施方式11至13中任一项所定义的方法获得的浸渍芯纸片材(12),特别是至少两个片材、优选10至100个片材、甚至更好是20至50个片材,至少部分、更好是完全重叠。
15.一种装饰性层压板(10)、特别是高压装饰性层压板,其包括根据实施方式14所述的芯(15)和特别地置于所述芯(15)的两个相对主表面中的至少一个上的至少一个浸渍装饰纸片材(11)。
Claims (16)
1.一种用于装饰性层压板(10)的浸渍芯纸(12),其通过用包含选自以下的一种或多种树脂的水性浸渍组合物浸渍纸基材获得:三聚氰胺-醚树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂及其混合物。
2.根据权利要求1所述的浸渍芯纸(12),其特征在于所述浸渍组合物基本上不含苯酚-甲醛树脂。
3.根据权利要求1或2所述的浸渍芯纸(12),其特征在于所述浸渍组合物包含水溶性聚合物,特别选自淀粉、改性淀粉、聚乙烯醇及其混合物。
4.根据前述权利要求中任一项所述的浸渍芯纸(12),其特征在于基于所述纸基材的总干重,所述纸基材包含至少45干重%、更好是至少90干重%、甚至更好是至少95干重%的纤维素纤维。
5.根据前述权利要求中任一项所述的浸渍芯纸(12),其特征在于所述纸基材包含纤维素纤维和至少一种可热熔合成化合物,其以干重计的质量比是纤维素纤维总量相对于一种或多种可热熔合成化合物总量大于或等于1:1且小于或等于15:1、更优选大于或等于1:1且小于或等于10:1、甚至更优选大于或等于1:1且小于或等于4:1。
6.根据权利要求5所述的浸渍芯纸(12),其特征在于所述可热熔合成化合物包含热塑性聚合物或由热塑性聚合物组成,所述热塑性聚合物特别选自以下的家族:丙烯酸聚合物、聚氨酯、聚烯烃尤其是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯酸(EAA)、乙烯甲基丙烯酸酯(EMA)、乙烯甲基丙烯酸甲酯(EMMA)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚酯(PES)尤其是聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚乳酸(PLA)、聚酰胺、聚乙烯醇(PVA或PVOH)、聚氯乙烯(PVC)、乙烯乙烯醇(EVOH)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、其共聚物及其混合物,所述可热熔合成化合物特别是纤维的形式,特别是选自单组分纤维、多组分纤维尤其是双组分纤维、及其混合物。
7.根据前述权利要求中任一项所述的浸渍芯纸(12),其特征在于所述浸渍组合物的干重是浸渍芯纸总干重的15%至45%、优选15%至30%。
8.根据前述权利要求中任一项所述的浸渍芯纸(12),其特征在于所述浸渍芯纸(12)具有50至400g/m2、优选60至200g/m2的基重。
9.根据前述权利要求中任一项所述的浸渍芯纸(12),其特征在于所述纸基材包含至少一种填料和/或至少一种颜料,特别选自矿物颜料例如二氧化钛、粘土、煅烧粘土、滑石、碳酸钙、铁氧化物、高岭土、煅烧高岭土、硅藻土、二氧化硅尤其是胶态二氧化硅、有机颜料例如偶氮化合物或萘酚、合成颜料、硫酸钡、三水合铝及其混合物,优选选自二氧化钛、煅烧粘土及其混合物。
10.根据权利要求9所述的浸渍芯纸(12),其特征在于所述填料和/或颜料的干重是浸渍芯纸总干重的5%至40%、优选8%至36%。
11.根据前述权利要求中任一项所述的浸渍芯纸(12),其特征在于所述浸渍组合物基本上不含游离甲醛。
12.一种制造根据权利要求1至11中任一项所述的浸渍芯纸(12)的方法,其包括用包含选自以下的一种或多种树脂的水性浸渍组合物浸渍纸基材:三聚氰胺-醚树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂及其混合物。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于所述纸基材在造纸机上在线浸渍,优选通过施胶压榨。
14.根据权利要求12至13中任一项所述的方法,其特征在于使所述纸基材浸渍至15干重%至45干重%、优选15干重%至30干重%的饱和度。
15.一种用于装饰性层压板(10)、特别是高压装饰性层压板的芯(15),包括至少一个如根据权利要求1至11中任一项所定义的浸渍芯纸片材(12)或根据如权利要求12至14中任一项所定义的方法获得的浸渍芯纸片材(12),特别是至少两个片材、优选10至100个片材、甚至更好是20至50个片材,其至少部分、更好是完全重叠。
16.一种装饰性层压板(10)、特别是高压装饰性层压板,其包括根据权利要求15所述的芯(15)和特别是置于所述芯(15)的两个相对主表面中的至少一者上的至少一个浸渍装饰纸片材(11)。
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