ES2637750T3 - 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 que comprende las etapas - registrar al menos un espectro de NIR de la capa de desgaste dispuesta sobre la al menos una placa de soporte antes del curado de la al menos una capa de desgaste con la placa de soporte usando al menos un detector de NIR en un intervalo de longitud de onda 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 abrasión de la al menos una capa de desgaste mediante comparación del espectro de NIR determinado 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 determinado para al menos una muestra de referencia de la al menos una capa de desgaste con resistencia a la abrasión conocida por medio de análisis de datos multivariante (MDA), en el que el al menos un espectro de NIR determinado para la al menos una muestra de referencia con resistencia a la abrasión conocida de la al menos una capa de desgaste se determinó de antemano antes del curado usando el mismo detector de NIR en un intervalo de longitud de onda entre 500 nm y 2500 nm, preferentemente entre 700 nm y 2000 nm, en particular preferentemente entre 900 nm y 1700 nm.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para la determinacion 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 de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1 y 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 de acuerdo con la reivindicacion 13.
Descripcion
Las placas de material derivado de la madera como materiales de soporte se emplean en los mas diversos campos y estan muy extendidos. 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 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 antes de la abrasion y el deterioro. Como capas de desgaste se usan en particular lacas curables a base de resina acrllica, resina epoxldica o resinas de melamina. Para mejorar las propiedades en cuanto a la resistencia al desgaste y la resistencia al rayado es conocido incluir en estas capas de resina partlculas adecuadas en un intervalo de tamanos de 50 nm a 150 pm. En este caso, las partlculas mas grandes sirven para mejorar la resistencia al desgaste por abrasion y las partlculas mas pequenas para mejorar la resistencia al rayado. Como partlculas pueden emplearse por ejemplo nanopartlculas 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 curada. 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 componerse de una estructura de papel o una estructura de llquido. En el caso de una estructura de papel, la capa de desgaste se compone de un papel transparente, delgado, que esta cargado con una resina duroplastica, tal como por ejemplo una resina de melamina-formaldehldo y partlculas inhibidoras del desgaste. En el caso de una estructura de llquido, la capa de desgaste comprende una capa de resina que, as! mismo, puede contener partlculas inhibidoras del desgaste, tales como por ejemplo partlculas de corindon as! como otros agentes auxiliares, tales 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 as! mismo impregnado en el lado superior de una placa de material derivado de la madera o en el caso de la estructura de llquido se aplica la capa de resina que contiene partlculas inhibidoras del desgaste sobre una placa ya imprimada e impresa en forma llquida y se seca.
La resistencia a la abrasion de estas capas de desgaste depende principalmente de la cantidad de partlculas resistentes al desgaste incluidas en la capa de desgaste. En el caso de la estructura de papel, las partlculas inhibidoras del desgaste se esparcen sobre el papel durante la impregnacion. La determinacion de la cantidad aplicada de partlculas resistentes a la abrasion puede tener lugar en este caso mediante metodos sencillos, tal como por ejemplo la incineration del revestimiento, 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 llquido, este metodo no puede emplearse, dado que las partlculas inhibidoras del desgaste se aplican junto con la resina llquida sobre una placa ya imprimada e impresa y se secan. La determinacion de la cantidad de partlculas resistentes al desgaste por medio de incineracion del recubrimiento no es posible debido a la imprimacion aplicada que contiene los pigmentos inorganicos.
Una posibilidad de la determinacion de cantidades en partlculas resistentes al desgaste en una capa de desgaste en forma de una estructura de llquido consiste en el calculo de la cantidad de partlculas de solido en la cantidad de resina llquida determinada por pesada partiendo de la cantidad conocida de partlculas solidas (por ejemplo partlculas de corindon) en un recipiente de aplicacion de resina, lo que en cambio no tiene que corresponder necesariamente al valor real de la cantidad de partlculas de solido en el recubrimiento.
Un planteamiento adicional de la determinacion de la resistencia a la abrasion de capas de protection curadas es posible de acuerdo con la norma DIN EN 13329:2009 (D). En este caso se somete a ensayo la resistencia de la capa de cubierta o capa de desgaste frente a un restriegue. Se cortan muestras (por ejemplo con un tamano de cm x 10 cm) a partir de la placa que va a someterse a ensayo o la muestra que va a someterse a ensayo. Estas muestras se sujetan en un dispositivo de ensayo en el que se encuentran dos brazos pivotantes con rodillos de friction moviles y una pesa (500 g). Los rodillos de friccion estan forrados con papel abrasivo normalizado. Las muestras sujetadas rotan bajo las ruedas de friccion. Cada 200 revoluciones se cambia el papel abrasivo y se somete a ensayo el desgaste de la superficie. El ensayo finaliza cuando en tres cuadrantes de la probeta puede verse el sustrato (papel de base de presion, imprimacion) con un tamano de en cada caso 0,6 mm2. El numero de
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revoluciones necesario para exponer la decoracion se indica como el resultado. En la norma DIN EN 13329 se clasifican las siguientes clases de desgaste y se definen segun la solicitacion creciente:
Clase de desgaste
AC1 AC2 AC3 AC4 AC5
Numero de revoluciones
> 900 > 1500 > 2000 > 4000 > 6000
Siguiendo esta definition, la clase de desgaste AC1 requiere unicamente alrededor de las 900 revoluciones para exponer la decoracion. De manera correspondiente, una capa de desgaste de la clase de desgaste AC1 presenta la menor resistencia a la abrasion.
El procedimiento de ensayo normalizado descrito, no obstante, requiere mucho tiempo y proporciona solo valores individuales que no permiten una declaration de la amplitud de production total. De este modo, las probetas tienen un tamano de solo 10 cm x 10 cm y se sacan habitualmente solo en algunos puntos de la placa de produccion. Para poder realizar una declaracion sobre la placa de produccion total, la placa deberla dividirse en una pluralidad de probetas y examinarse. Los ensayos duran ademas en las clases de desgaste superiores en parte varias horas y, debido al caro papel de lija del medio de ensayo tambien son muy costosos.
En particular, en el caso del uso de una estructura de llquido de una capa de desgaste (es decir en el caso de la salida de llquido de resina y partlculas resistentes a la abrasion), mediante la variation de parametros de produccion pueden producirse 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 aplicadores, es posible un cambio de viscosidad del medio de aplicacion. Tambien las oscilaciones de temperatura y el desgaste de los cilindros aplicadores pueden influir negativamente en la aplicacion. Ademas, un valor de abrasion oscilante puede generarse por una cantidad de aplicacion irregular as! como una distribucion irregular de los solidos en la capa de desgaste.
Dado que en el caso del material de soporte, en el presente caso, se trata en particular de materiales derivados de la madera, en particular de placas de fibras de alta densidad o de densidad media, tal como se describio ya anteriormente, no puede usarse ningun procedimiento que se emplee por ejemplo en la impregnation de papel. Asl, el uso de radiation IR es contrario a que no sea posible una penetration de radiation del material de soporte. Otras tecnologlas, tal como fluorescencia de rayos X, pueden emplearse asl mismo solo de forma limitada, dado que estas requieren elevadas normas de seguridad en cuanto a la protection contra los rayos. La solicitud de patente DE 10 2009 037541 A1 divulga un procedimiento para la determination de la resistencia a la abrasion de una superficie de laca curada por UV mediante el apriete y el movimiento de un cuerpo de friction sobre la muestra. Adicionalmente se mide el grado de dureza de la capa de laca durante el endurecimiento con un detector de radiacion.
Por lo tanto, la presente invention se basa en el objetivo tecnico de proporcionar un procedimiento sencillo, pero eficiente, con el que puede determinarse y predecirse con suficiente precision la resistencia a la abrasion de una placa de soporte dotada de una capa de desgaste (en particular de una placa de material derivado de la madera), en concreto antes de comprimirse entre si la capa de desgaste y placa de soporte. Ademas, el procedimiento no requerira ninguna norma de seguridad elevada en cuanto a la tecnica de instalacion y presentan la mas baja posible propension a fallos.
El objetivo planteado se consigue de acuerdo con la invencion mediante un procedimiento con las caracterlsticas de la revindication 1. Por consiguiente se proporciona 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 a este respecto las siguientes etapas:
- registrar al menos un espectro de NIR de la capa de desgaste dispuesta sobre la al menos una placa de soporte antes del curado de la al menos una capa de desgaste con el uso de al menos un detector de NIR en un intervalo de longitud de onda 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 determinado 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 determinado para al menos una muestra de referencia de la al menos una capa de desgaste con resistencia a la abrasion conocida por medio de analisis de datos multivariante (MDA),
- en el que el al menos un espectro de NIR determinado para la al menos una muestra de referencia con resistencia a la abrasion conocida de la al menos una capa de desgaste se determino previamente antes del curado con el uso del mismo detector de NIR en un intervalo de longitud de onda 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 partlculas resistentes al desgaste 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 aun antes del
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curado 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 especlficos (bandas de absorcion). A este respecto se irradia la senal de NIR en la muestra, se refleja de nuevo en el soporte y se detecta en la cabeza de medicion. Durante esta medicion, en algunas decimas de segundo se llevan a cabo varios 100 de mediciones de NIR, de modo que se garantiza una protection estadlstica de los valores. El presente procedimiento para la determination de la resistencia a la abrasion de una capa de desgaste dispuesta sobre una placa de soporte con el uso de un detector de NIR aprovecha el hecho de que la radiacion NIR no atraviesa toda la placa de soporte, es decir, la capa de desgaste y placa de soporte, sino que se refleja en la superficie de la placa de soporte. La radiacion NIR se refleja en el presente procedimiento por consiguiente por la superficie de la placa de soporte (en particular de una placa de material derivado de la madera). La radiacion NIR reflejada se registra por el detector de NIR y el espectro de NIR determinado se usa para la determinacion de la resistencia a la abrasion.
En una forma de realization preferida del presente procedimiento, 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 capa de desgaste de la muestra de referencia del mismo tipo con respecto a la muestra que va a medirse de placa de soporte y capa de desgaste; es decir la composition de la muestra que va a medirse y la muestra de referencia son del mismo tipo.
En una forma de realizacion adicional del procedimiento de acuerdo con la invention, la determinacion de la resistencia a la abrasion de la capa de desgaste de la muestra de referencia tiene lugar despues del curado de la misma por medio de al menos una muestra individual extralda de la muestra de referencia curada. A este respecto se prefiere cuando la resistencia a la abrasion de la capa de desgaste de la muestra de referencia se determina por medio de al menos una, preferentemente al menos cuatro o mas muestras individuales extraldas de la muestra de referencia. En este sentido, la determinacion de la resistencia a la abrasion de las muestras individuales de la muestra de referencia tiene lugar en particular de acuerdo con la norma DIN EN 13 329:2009 (D).
De manera correspondiente, la calibration tiene lugar mediante la toma de imagen de un espectro de NIR de una placa de soporte recubierta con una capa de desgaste, pero aun no curada y comprimida que, despues del proceso de prensado y curado se examina para determinar la resistencia a la abrasion, y se lleva a cabo tal como sigue: se recubre una placa de soporte (por ejemplo una placa de soporte de material derivado de la madera) con una capa de desgaste que contiene partlculas resistentes a la abrasion. Antes del proceso de ensayo y de curado, se toman imagenes de un espectro de NIR de la placa dotada de la capa de desgaste. A continuation tiene lugar una compresion de la placa, por ejemplo en una prensa de ciclo corto, produciendose un curado completo de la capa de proteccion contra el desgaste. Tras el enfriamiento de la placa dotada 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 preferentemente en los sitios de la placa de material derivado de la madera recubierta, en los que se registro previamente el espectro de NIR. La determinacion de la resistencia a la abrasion de las muestras individuales tiene lugar de acuerdo con el procedimiento convencional descrito anteriormente DIN EN 13329:2009 (D). A partir de estos valores de abrasion determinados a este respecto se forma un valor medio que se asigna al espectro de NIR respectivo. De esta manera se registran varios espectros de referencia de placas recubiertas con diferentes decoraciones de color. A partir de los espectros de referencia se crea un modelo de calibracion que puede usarse para la determinacion de la resistencia a la abrasion de una muestra desconocida. En el caso de decoraciones de color muy diferentes puede concebirse tambien en cada caso formar agrupaciones de decoraciones que presentan una clasificacion de colores similar. La creation del modelo de calibracion tiene lugar por medio de analisis de datos multivariante (MDA), efectuandose una comparacion y la interpretation de los espectros de NIR de forma util a traves de todo el intervalo espectral recogido. En el caso de metodos de analisis multivariante se examinan al mismo tiempo varias variables estadlsticas. 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 tiene lugar a traves del procedimiento de mlnimos 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 preferentemente 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 atravesar toda la achura de la placa y puede analizar determinadas zonas de problema. Ademas, los valores de medicion se encuentran disponibles de inmediato y permiten una intervention directa en el proceso de production, lo que no es posible sin mas en otros procedimientos. El presente procedimiento permite la aplicacion de un sistema regulado automaticamente con sistema de alarma y la adaptation automatica de la resistencia a la abrasion del producto mediante una adaptation automatica de la cantidad de aplicacion a partlculas 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
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la resistencia a la abrasion de la capa de protection contra el desgaste, y sistema regulado automaticamente con sistema de alarma y una medicion a lo largo de toda la anchura de production.
En una forma de realization del presente procedimiento, la al menos una capa de desgaste se selecciona del grupo que contiene
a) al menos una capa protectora termocurable, y/o
b) al menos una capa protectora curable por UV y/o curable por electrones (ESH).
En una forma de realizacion especialmente preferida del presente procedimiento se usa una capa de resina termocurable a) como capa de desgaste. La capa de resina termocurable puede contener a este respecto ademas de las partlculas resistentes a la abrasion, fibras naturales y/o sinteticas y tambien otros aditivos. Una capa de resina termocurable de este tipo se denomina tambien como revestimiento llquido. La resina termocurable es preferentemente una resina que contiene formaldehldo, en particular una resina de melamina-formaldehldo, una resina de melamina-urea-formaldehldo o una resina de urea-formaldehldo.
Las partlculas resistentes a la abrasion contenidas en la al menos una capa de desgaste, tal como la capa de resina termocurable, 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 termocurable 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 ignlfugos y/o sustancias luminiscentes. Los agentes ignlfugos adecuados pueden seleccionarse del grupo que contiene fosfatos, boratos, en particular polifosfato de amonio, tris(tribromoneopentil)fosfato, borato de zinc o complejos de acido borico de alcoholes polihidroxilados. 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 termocurable (revestimiento llquido) se describe, entre otros, en el documento EP 233 86 93 A1. En el ejemplo que se describe en el mismo tiene lugar en primer lugar una limpieza de la superficie de una placa de material derivado de la madera, la aplicacion de una primera capa de resina superior, que contiene partlculas resistentes a la abrasion (por ejemplo partlculas 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 %, aplicacion posterior de una segunda capa de resina, que contiene fibras de celulosa sobre la placa de material derivado de la madera, secado repetido o desecado de la segunda capa de resina, por ejemplo hasta una humedad residual del 3-6 %, aplicacion de una capa de resina que contiene al menos terceras partlculas de vidrio sobre la placa de material derivado de la madera con posterior secado de la tercera capa de resina, por ejemplo as! mismo hasta una humedad residual del 36 % 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 termocurable descrita en este caso, puede comprender al menos dos estratos, preferentemente al menos tres estratos aplicados uno tras otro. A este respecto, la cantidad de aplicacion de los estratos es igual o distinta y puede ascender en cada caso a entre 1 y 50 g/m2, preferentemente entre 2 y 30 g/m2, en particular entre 5 y 15 g/m2.
El revestimiento llquido puede aplicarse tanto en el lado superior como en el lado inferior de la placa de material derivado de la madera.
De acuerdo con la variante b) de la presente capa protectora contra el desgaste esta previsto que esta se encuentre en forma de una capa protectora curable por UV y/o curable por radiation electronica (ESH). Para ello pueden emplearse en particular lacas curables por radiacion, que contienen acrilato. Normalmente, las lacas curables por radiacion usadas como capa de desgaste contienen metacrilatos, tales como por ejemplo poliester(met)acrilatos, polieter(met)acrilatos, epoxi(met)acrilatos o uretan(met)acrilatos. Es tambien concebible que el acrilato usado o la laca que contiene acrilato contenga monomeros, oligomeros y/o pollmeros sustituidos o no sustituidos, en particular en forma de acido acrllico, acril eter y/o monomeros de ester de acido acrllico, oligomeros o pollmeros.
En una forma de realizacion estan previstas preferentemente mas de una capa protectora curable por radiacion, preferentemente dos o tres capas protectoras o de desgaste, que se disponen o aplican una sobre otra en cada caso. En algunos casos, la cantidad de aplicacion para cualquier capa protectora individual o estrato de una capa protectora puede variar o ser igual a entre 10 g/m2 y 50 g/m2, preferentemente 20 g/m2 y 30 g/m2. La cantidad de aplicacion total puede variar en funcion del numero de los estratos entre 30 g/m2 y 150 g/m2, preferentemente 50 g/m2 y 120 g/m2.
As! mismo, la al menos una capa protectora contra el desgaste puede contener agentes reticulantes qulmicos, por ejemplo a base de isocianatos, mediante lo cual se aumenta la adherencia intermedia de las capas protectoras
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contra el desgaste dispuestas una sobre otra individualmente.
Tal como se ha descrito ya para la capa de resina termocurable, la capa protectora curable por radiacion puede contener tambien, ademas de las partlculas resistentes a la abrasion, fibras naturales y/o sinteticas y aditivos adicionales. El compuesto de acrilato usado en la capa protectora contra el desgaste curado por radiacion puede, debido a su reactividad, anadirse a las fibras presentes en la capa protectora, partlculas resistentes a la abrasion o aditivos o envolverlas. Durante la compresion de las placas de material derivado de la madera a temperatura elevada, debido a la accion de calor, se produce una reticulacion qulmica del doble enlace reactivo de los compuestos de acrilato y por lo tanto una formacion de una capa de pollmero sobre las fibras, partlculas, pigmentos de color o aditivos, que contrarresta un blanqueo.
En una forma de realization del presente procedimiento, la al menos una capa de desgaste comprende partlculas resistentes a la abrasion en una cantidad entre 5 y 100 g/m2, preferentemente 10 y 70 g/m2, en particular preferentemente 20 y 50 g/m2. Cuanto mayor es la cantidad de partlculas 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 partlculas resistentes a la abrasion con el uso del presente procedimiento.
La capa de desgaste que va a medirse por medio del presente procedimiento puede presentar un grosor entre 0,01 y 10 mm, preferentemente 0,05 y 7 mm, en particular preferentemente 0,1 y 5 mm.
En una variante del presente procedimiento, se usa como placa de soporte de una placa de material derivado de la madera, en particular de una fibra de densidad media (mDf), fibra de alta densidad (HDF), viruta gruesa (OSB) o placa de madera contrachapeada, una placa de fibrocemento y/o placa de fibra de yeso, una placa de oxido de magnesio, una placa de madera-plastico y/o una placa de 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 usada preferentemente a este respecto comprende una composition de caselna como 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 TiO2 o tambien otros pigmentos de color, tales como carbonato de calcio, sulfato de bario o carbonato de bario. La imprimacion puede contener ademas de los pigmentos de color y la caselna, tambien agua como disolvente. Es as! mismo preferible cuando la capa de base pigmentada aplicada se compone de al menos una, preferentemente de al menos dos, en particular preferentemente de al menos cuatro aplicaciones o estratos aplicados uno tras otro, pudiendo ser la cantidad de aplicacion entre los estratos o aplicaciones igual o distinta.
Tras la aplicacion de la capa de imprimacion se seca la misma en al menos un secador de convection. En el caso de la aplicacion de varias capas de imprimacion o estratos de imprimacion, tiene lugar correspondientemente en cada caso una etapa de secado tras la aplicacion de la capa de imprimacion o estrato de imprimacion respectivos. Puede concebirse as! mismo que tras cada etapa 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 a continuation sobre la misma puede aplicarse al menos una capa de imprimacion, por ejemplo en forma de un emplaste 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 pintura de impresion pigmentada de base acuosa tiene lugar en el procedimiento de impresion de huecograbado o en el procedimiento de impresion digital, pudiendo aplicarse la pintura 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 tiene lugar tal como se ha mencionado por medio de un procedimiento de impresion de huecograbado analogo 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 encuentran como depresiones de un molde de impresion, que se tine antes de la impresion. La pintura de impresion se encuentra particularmente en las depresiones y se transfiere debido a la presion de compresion del molde de impresion y las fuerzas de adhesion sobre el objeto que va a imprimirse, tal como por ejemplo una placa de soporte de fibras de madera. Por el contrario, en el caso de la impresion digital, la imagen de impresion se transfiere directamente desde un ordenador a una maquina impresora, tal como por ejemplo una impresora de laser o impresora de chorro de tinta. A este respecto se suprime el uso de un molde de impresion estatico. En ambos procedimientos es posible el uso de pinturas y tintes o agentes colorantes acuosos de base UV. As! mismo es concebible combinar las tecnicas de impresion de huecograbado e impresion. Una combination adecuada de las tecnicas de impresion puede tener lugar directamente sobre la placa de soporte o la capa que va a
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imprimirse o tambien antes de la impresion adaptando los conjuntos de datos electronicos usados.
La placa de soporte dotada de una capa de desgaste en forma de una capa de revestimiento liquido (variante a) o una capa protectora curable por radiacion (variante b) puede estar dotada asi mismo de una estructura de troquelado 3D, troquelandose la estructura superficial preferentemente en una prensa de ciclo corto opcionalmente de manera sincrona con la decoracion. La estructura 3D se troquela o se imprime preferentemente por medio de estructuras de troquelado adecuadas. Las estructuraciones pueden tener lugar con 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. En el lado posterior de la placa de soporte de fibras de madera pueden aplicarse un papel de contratraccion y otras capas aislantes acusticas. Como capas aislantes acusticas se emplean en particular esteras de PE reticuladas con densidades de 1,0 mm o laminas pesadas cargadas de 0,3-3 mm de grosor pero tambien laminas de PE o PU espumadas.
En una forma de realizacion especialmente preferida del presente procedimiento se aplica en el lado inferior de la placa de soporte de madera al menos una capa de resina termocurable, que no contiene, sin embargo, ninguna particula resistente 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 una linea de fabricacion para la produccion de placas de material, 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 de acuerdo con la invencion, estando dispuesto el al menos un detector de NIR en la direccion de procesamiento despues del dispositivo de aplicacion y el dispositivo de secado.
El al menos un detector de NIR esta dispuesto por consiguiente en una linea de fabricacion de la al menos una placa de material, que comprende al menos un dispositivo de aplicacion para la capa de desgaste que va a aplicarse, 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 IR y/o NIR.
En una variante, el presente dispositivo o linea de fabricacion comprende un dispositivo para aplicar al menos una capa de resina en 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 en particular preferible cuando el dispositivo para aplicar la al menos una capa de desgaste en el lado superior de la placa de soporte y el dispositivo para aplicar la al menos una capa de resina en el lado inferior de la placa de soporte estan dispuestos en paralelo entre si, de modo que se permite una aplicacion simultanea de capa de desgaste en el lado superior y capa de resina en el lado inferior de la placa de soporte. En analogia a esto, es asi mismo preferible cuando los dispositivos de secado respectivos para capa de desgaste en el lado superior y capa de resina en el lado inferior de la placa de soporte estan dispuestos uno con respecto a otro de modo que el proceso de secado tiene lugar en el mismo instante.
Es tambien concebible que el dispositivo o linea de fabricacion para la produccion de las placas de material 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 tal caso, 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).
En cambio, es tambien concebible 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 e intercaladas.
En una forma de realizacion preferida, la estructura de una linea de fabricacion tiene el siguiente aspecto:
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a) un primer dispositivo de aplicacion para aplicar al menos un primer estrato de una capa de desgaste en el lado superior de una placa de soporte, en particular una placa de soporte impresa, y de al menos un primer estrato de una capa de resina (sin partlculas resistentes a la abrasion) en el lado inferior de la placa de soporte;
b) un grupo de IR dispuesto en una direccion de procesamiento por 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 dispuesto en direccion de procesamiento por detras del grupo de IR (por ejemplo secador de conveccion) para secar el al menos un primer estrato de la capa protectora contra el desgaste y/o capa de resina;
c) un segundo dispositivo de aplicacion dispuesto en direccion de procesamiento por detras del primer dispositivo de secado para aplicar el al menos un segundo sustrato de una capa de desgaste en el lado superior de la placa de soporte y al menos un segundo estrato de una capa de resina en el lado inferior de la placa de soporte;
d) un segundo dispositivo de secado dispuesto en una direccion de procesamiento por detras del segundo dispositivo de aplicacion (por ejemplo secador de conveccion) para secar el al menos un segundo sustrato de la capa protectora contra el desgaste y/o capa de resina;
e) un tercer dispositivo de aplicacion dispuesto en direccion de procesamiento por detras del segundo dispositivo de secado para aplicar al menos un tercer estrato de una capa protectora contra el desgaste en el lado superior de la placa de soporte y al menos un tercer estrato de una capa de resina en el lado inferior de la placa de soporte;
f) un tercer dispositivo de secado dispuesto en una direccion de procesamiento por detras del tercer dispositivo de aplicacion (por ejemplo secador de conveccion) para secar el al menos un tercer estrato de la capa protectora contra el desgaste / capa de resina;
g) un detector de NIR dispuesto en direccion de procesamiento por detras del tercer dispositivo de secado para la determinacion de la resistencia a la abrasion de la capa de desgaste dispuesta en el lado superior de la placa de soporte;
h) una prensa de ciclo corto dispuesta en direccion de procesamiento por detras del detector de NIR (prensa de KT) y curado de la capa de desgaste dispuesta en el lado superior de la placa de soporte y la capa de resina dispuesta en el lado inferior de la placa de soporte.
Los dispositivo de aplicacion que van a emplearse son preferentemente cilindros de aplicacion, que permiten una aplicacion de las capas en el lado superior o el lado inferior de la placa de soporte. Preferentemente tiene lugar una aplicacion paralela de capa de desgaste en el lado superior y capa de resina en el lado inferior la placa de soporte de material derivado de la madera.
En funcion de los requisitos de la llnea de fabrication es naturalmente posible variar el numero de los dispositivos de aplicacion y dispositivos de secado. De este modo, puede estar previsto por ejemplo a continuation de la prensa de KT un inversor refrigerador para refrigerar las placas de material derivado de la madera curadas.
Como puede deducirse a partir de las realizaciones anteriores, la medicion de NIR tiene lugar tras la ultima aplicacion de resina por detras del secador de conveccion correspondiente delante de la prensa de KT. A este respecto, se mide en llnea cada placa individual por el detector de NIR. Mediante el movimiento del detector de NIR transversalmente a la direccion de production es posible una medicion de la resistencia a la abrasion a lo largo de toda la anchura de produccion. Por lo tanto, la medicion de 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 transcurso del proceso.
La invention se explica en detalle a continuacion con referencia a las Figuras de los dibujos en un ejemplo de realization. Muestran:
la Figura 1 una representation esquematica de las muestras individuales tomadas como muestra de referencia para el ensayo de la resistencia a la abrasion para la calibration de una placa de soporte dotada de una capa de desgaste; y
la Figura 2 una representacion esquematica de una llnea de fabricacion de una placa de material con el uso del procedimiento de acuerdo con la invencion.
Creation de una muestra de referencia y calibracion
La calibracion tiene lugar mediante registro de un espectro de NIR de una placa de soporte dotada de una capa de desgaste, pero aun no prensada, como muestra de referencia, que se examina tras el proceso de prensado en
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cuanto a la resistencia a la abrasion.
Para ello se recubre de manera uniforme una placa de HDF impresa 1 en una instalacion de recubrimiento por medio de cilindros de aplicacion por arriba con resina llquida de melamina-formaldehldo con partlculas de vidrio y corindon a traves de varias maquinas de aplicacion de cilindros con secado intermedio. La cantidad de las partlculas solidas en el recubrimiento completo varla segun la clase de desgaste producida y se encuentra entre 10 y 50 g/m2. Las partlculas solidas usadas presentan un diametro entre 10 y 100 pm.
Antes del proceso de prensado en la prensa de KT, se registra de la placa de soporte recubierta un espectro de NIR en una seccion predeterminada 2 de la placa de soporte.
Despues de prensa la placa en una prensa de ciclo corto a 200°C y 40 bar durante 8 segundos. A este res pecto se cura por completo la capa protectora. Tras el enfriamiento de la placa se toman varias muestras (en particular cuatro) de 10 cm x 10 cm (P1-P4) para el examen de la resistencia a la abrasion. La toma de muestras para el examen de la resistencia a la abrasion tiene lugar en la zona 2 de la placa, en la que se registro el espectro de NIR (vease la Figura 1).
Los valores de abrasion se determinan de acuerdo con el procedimiento segun la norma DIN EN 13329 y a partir de los valores de abrasion se obtiene un valor medio y se asocia al espectro de NIR medido. De esta manera se registran varios espectros de referencia de placas recubiertas con 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 tiene lugar 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 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. La cabeza de medicion tiene la denominacion DA7400.
Ejemplo de realizacion
El procedimiento de medicion se explica en el ejemplo de la determination de la resistencia a la abrasion de una capa protectora en una llnea de llquido con prensa de KT, que esta representada esquematicamente en la Figura 2.
En la llnea de llquido se procesan placas de HDF impresas de 2,0 m de anchura y 2,80 m de longitud con un grosor de placa de 8 mm con 30 m/min. Para ello se recubren las placas en aplicadores (1 a 3) en el lado superior con una resina de melamina-formaldehldo llquida que contiene partlculas de solido y por abajo con una resina de melamina- formaldehldo llquida. Como resina de recubrimiento sirve una resina de melamina-formaldehldo acuosa con un porcentaje de solido del 60 % en peso.
Tras cada aplicacion se secan las placas en cada caso en un secador de aire caliente (1a-3a) a 200°C. La cantidad de aplicacion total del revestimiento llquido en el presente ejemplo de realizacion tras tres aplicaciones varla en funcion de los requisitos entre 50 g/m2 y 120 g/m2 y esta distribuida entre los aplicadores individuales tal como sigue: AW1- 50 % en peso / AW2 -25 % en peso/ AW3 - 25 % en peso.
A continuation del tercer secador de convection 3a tiene lugar la medicion de NIR. A este respecto se mide en llnea cada placa individual por el detector de NIR, moviendose el detector de NIR transversalmente a la direction de production, de modo que es posible una determinacion de la resistencia a la abrasion a lo largo de toda la anchura de produccion de la placa de material derivado de la madera.
A continuacion se presan las placas de material derivado de la madera recubiertas en una prensa de ciclo corto a 200°C durante 8 segundos. La presion especlfica de la prensa de KT asciende a 40 kg/cm2 (40 bar). A continuacion del proceso de prensado y de curado se enfrlan las placas en un inversor refrigerador y a continuacion se almacenan o se usan directamente.
Por lo tanto, 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 transcurso del proceso.

Claims (13)

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    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
    que comprende las etapas
    - registrar al menos un espectro de NIR de la capa de desgaste dispuesta sobre la al menos una placa de soporte antes del curado de la al menos una capa de desgaste con la placa de soporte usando al menos un detector de NIR en un intervalo de longitud de onda 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 determinado 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 determinado para al menos una muestra de referencia de la al menos una capa de desgaste con resistencia a la abrasion conocida por medio de analisis de datos multivariante (MDA),
    en el que el al menos un espectro de NIR determinado para la al menos una muestra de referencia con resistencia a la abrasion conocida de la al menos una capa de desgaste se determino de antemano antes del curado usando el mismo detector de NIR en un intervalo de longitud de onda entre 500 nm y 2500 nm, preferentemente entre 700 nm y 2000 nm, en particular preferentemente entre 900 nm y 1700 nm.
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, 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 despues del curado por medio de al menos una muestra individual extralda de la muestra de referencia curada.
  3. 3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizado por que la resistencia a la abrasion de la capa de desgaste de la muestra de referencia se determina por medio de al menos una, preferentemente al menos cuatro o mas, muestras individuales extraldas de la muestra de referencia, preferentemente de acuerdo con la norma DIN EN 13329:2009 (D).
  4. 4. Procedimiento de acuerdo con 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 similares a la muestra que va a medirse de placa de soporte y capa de desgaste.
  5. 5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una capa de desgaste se selecciona del grupo que contiene a) al menos una capa protectora termocurable y/o b) al menos una capa protectora endurecible por UV y/o endurecible por radiacion electronica.
  6. 6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una capa de desgaste comprende al menos una capa protectora termocurable.
  7. 7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una capa de desgaste comprende partlculas resistentes a la abrasion, en particular seleccionadas del grupo que contiene oxidos de aluminio, carburos de boro, dioxidos de silicio y carburos de silicio.
  8. 8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una capa de desgaste comprende partlculas resistentes a la abrasion en una cantidad entre 5 y 100 g/m2, preferentemente entre 10 y 70 g/m2, en particular preferentemente entre 20 y 50 g/m2.
  9. 9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una capa de desgaste presenta un grosor entre 0,01 y 10 mm, preferentemente de 0,05 a 7 mm, en particular preferentemente de 0,1 a 5 mm.
  10. 10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una capa de desgaste comprende al menos dos estratos, preferentemente al menos tres estratos aplicados uno tras otro.
  11. 11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 10, caracterizado por que la cantidad de aplicacion de los estratos es igual o diferente.
  12. 12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una placa de soporte es una placa de material derivado de la madera, en particular una placa de fibras de densidad media, placa de fibras de alta densidad, placa de virutas gruesas o placa de madera contrachapeada, una placa de fibrocemento y/o una placa de fibra de yeso, una placa de oxido de magnesio, una placa de madera-plastico y/o una placa de plastico.
  13. 13. 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 de acuerdo con un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12 en un dispositivo para la fabricacion de placas de material.
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