專利名稱：具有耐磨美術(shù)表面的層壓板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于裝飾層壓板，適用于桌子及柜臺表面，墻嵌面，地板表面，桌面等等，特別是關(guān)于高壓裝飾層壓板及其制造方法。
傳統(tǒng)制造裝飾用的層壓板的方法是，將許多層用合成熱固樹脂浸泡過的紙張疊加在一起。正常情形下，該組合件是由許多經(jīng)酚醛樹脂浸漬的牛皮紙所制成的塑料貼面板芯所構(gòu)成，在其上有一裝飾紙(decor sheet)，通常是一印刷品或單一顏色，且用三聚氰胺樹脂浸漬過。在該層壓板中，通常在裝飾紙之上覆蓋有一盡可能透明的貼面層，用以保護(hù)裝飾紙。
早先美國專利3,373,071及3,135,643中提出例子嘗試去除或簡化或改良該貼面層。這些專利的技巧是用無色的三聚氰胺浸漬該裝飾紙，然后再用2,000-60,000cp(厘泊)較粘的混合液，在該浸漬過的紙張表面涂上一厚涂層。結(jié)果該粘性的涂料在該浸透的裝飾紙上干固，如此在其表面現(xiàn)場形成一覆蓋層。就目前所知，以這種方式做成的層壓板從未達(dá)到大量商業(yè)應(yīng)用，除了可能用來當(dāng)鋪地板的材料之外，可能是因為所需的費用太高，其中包括了雙重處理，也就是，先使浸漬的紙浸透，然后再涂蓋表面(這樣的處理并未證明比傳統(tǒng)使用層層覆蓋方式有任何的改善)，或者更可能是因為整個層壓板的品質(zhì)未達(dá)商業(yè)目的的要求，例如，破裂，皺摺，過度的堅硬，貼面的透明度不夠等。
利用相同的技術(shù)來制造地板用的多疊層瓷磚已有多年了，但單一顏色的清晰度很差，也就是說，象泥土般混濁，因此它們在商業(yè)上不理想，并且這種地板用的瓷磚在商業(yè)上只適用于地板圖案，因為地板離開視線較遠(yuǎn)，所以人們還可以容忍這種差的清晰度。
在美國專利3,968,291中討論了另一種后期的嘗試，就是在裝飾紙上放置一更透明但能完全保護(hù)的保護(hù)層，其中在覆蓋層中所使用的微粒子填充料是硫酸鋇，專利所有人測定硫酸鋇的折射率，比其他的填充料更接近三聚氰胺樹脂的折射率，因此可增加覆蓋的透明度，從而改進(jìn)其下面的裝飾紙的清晰度。這個產(chǎn)品也從來沒有在商業(yè)上被接受，可能是與上述的原因相同。
更近期，本技術(shù)因為NEVAMAR ARP技術(shù)的發(fā)展而有革命性的突破，請參考Scher等人的美國專利4,255,480；4,395,452；4,430,375；Re32,152；4,263,081；4,327,141；4,400,423；Ungar等人的美國專利4,713,138；4,517,235；4,520,062；5,037,694；5,093,185；Lex等人的美國專利4,971,855；及0′Dell等人的美國專利4,499,137；4,532,170；以及4,567,087。在ARP技術(shù)中，用以保護(hù)該裝飾層避免其磨損的覆蓋層的厚度大大地減少，因此可提供高濃度耐磨粒子層，附著在上紙層的上層表面，通常是該裝飾層。此項技術(shù)不僅改良了早期技術(shù)中的抗耐磨性質(zhì)，而且因為保護(hù)層的超薄結(jié)構(gòu)，而可增加其透明度。
此ARP的技術(shù)已為工業(yè)界及公眾提供了良好的服務(wù)，依照這項技術(shù)所制造的層壓板被公認(rèn)為是上等產(chǎn)品而且需求量很大。即使如此，仍需要尋求一種具有超級清晰且視覺很深，具有良好耐鑿性及NEMA的抗磨性裝飾層壓板，特別是具有一清晰且明亮的裝飾外表的層壓板，但它看起來象在該層壓板上表面以下。此外，即使是較薄的保護(hù)涂層，人們也希望它能有優(yōu)良的耐耗損及抗磨損性，而另一方面也能降低用來切割層壓板工具的磨損程度以及壓板模具的耗損度。
因此，本發(fā)明的目的是克服那些如上述所指出的現(xiàn)有技術(shù)中的缺點。
本發(fā)明的另一目的是提供一超清晰且視深度良好，具有NEMA抗耐磨性質(zhì)的層壓板。
本發(fā)明的又一目的是提供一改進(jìn)的裝飾層壓板，特別是一符合所有NEMA要求的高壓裝飾層壓板，其在裝飾紙的表層覆蓋有一厚的保護(hù)涂層，它具有比任何已知的厚層保護(hù)涂層更良好的透明度，并且其耐磨性及清晰度及透明度與ARP超薄保護(hù)層壓板的相同。
本發(fā)明的又進(jìn)一步目的是提供一改進(jìn)的層壓板產(chǎn)品，它具有傳統(tǒng)覆蓋層以及APR層壓板所有的優(yōu)點。
本發(fā)明的又進(jìn)一步目的是提供一改進(jìn)的裝飾層壓板產(chǎn)品，它具有APR層壓板的所有優(yōu)點，而且更具有另外的優(yōu)點，即減少了工具的耗損，以及能夠提供符合NEMA要求的視深高光澤木紋，以及具有改進(jìn)的亮度及清晰度的花紋或單色地板磚、改進(jìn)的耐鑿性，以及防止壓板模過度磨損。
這些及其他的目的可以利用一含豐富樹脂的厚保護(hù)層，也就是比ARP保護(hù)層最大10倍厚的一保護(hù)層達(dá)到，也就是與傳統(tǒng)的覆蓋層以及早期美國專利′071及′643中現(xiàn)場鑄造的涂層的厚度大約相同，典型的重量是每令25-30lbs或更多的固體物質(zhì)，其中采用一微粒材料，由一預(yù)熟化的熱固樹脂顆粒所構(gòu)成，該樹脂具有與層壓樹脂本身相同或大致相同的折射率。
與美國專利′643及′291比較，該兩件專利皆嘗試在它們的保護(hù)層中尋找和使用填充料，該填充料的折射率盡可能的與層壓樹脂的折射率相近，本發(fā)明使用的原則是與熟化的層壓樹脂折射率最近的材料是熟化層壓樹脂本身。因此，假如用在裝飾紙上的層壓樹脂是三聚氰胺甲醛樹脂(本文以下稱為蜜胺樹脂)，此為典型所使用的材料，則主要構(gòu)成保護(hù)層的微粒子的材料是預(yù)熟化的蜜胺樹脂微粒子。
本發(fā)明以上及其它的目的、特性及優(yōu)點，由下面各種實施例的詳細(xì)說明會更清楚。
本發(fā)明的主要特征之一是在層壓過程中，使用由具有與應(yīng)用在層壓過程中的未熟化或部分熟化的層壓樹脂(在后者熱固之后使用)具有相同或大致相同的折射率的樹脂形成的預(yù)熟化熱固樹脂微粒。其中“預(yù)熟化”一詞是指，樹脂粒子的熟化或固化已經(jīng)先被處理至最大可能的程度，或至少到一種熟化的階段，在此時它的熔體粘度高到足以防止這些粒子在液體的層壓樹脂中溶解，和/或在一般層壓條件下熔化并且流動，如此在高壓/層壓制造層壓板的過程中不良地滲透到下層紙中，例如，該裝飾紙。
如上所指，在制造符合NEMA標(biāo)準(zhǔn)的高壓力裝飾層壓板的過程中，在正常情況下用以浸透/浸漬該裝飾及覆蓋層的典型層壓樹脂是蜜胺樹脂，因而蜜胺樹脂是應(yīng)用在上層或本發(fā)明中的各層的優(yōu)選層壓樹脂。因此，預(yù)熟化的熱固樹脂的微粒子最好同樣采用蜜胺樹脂。但是，其他的樹脂體系也可能被使用，例如，聚酯，脲甲醛，雙氰胺甲醛，環(huán)氧物，聚氨基甲酸酯，可熟化的丙烯酸以及這些樹脂的混合物。預(yù)熟化的聚合物粒子因此可以選自蜜胺樹脂，聚酯，環(huán)氧樹脂，可熟化丙烯酸等或它們的混合物。
在某些情況下以及為了得到特別的效果，也可能使用某些不能共存的混合物，例如，預(yù)熟化的聚酯樹脂粒子或聚氨基甲酸酯樹脂粒子以及熟化的蜜胺樹脂粒子及液態(tài)的蜜胺層壓樹脂；但是，通常，熟化的樹脂與液體的層壓樹脂相同，而且任何不能共存的熟化樹脂粒子只以小量的存在。
也可能將幾種不同程度預(yù)熟化的樹脂粒子混合在一起使用，而且甚至可能使用少量的樹脂粒子，這些樹脂粒子仍然可以部分地在液態(tài)的蜜胺樹脂中溶解，如此可以熔化并且流入下層紙中，但是這種熟化較淺的粒子的量必須不能大到失去所要產(chǎn)品，也就是說，最后的層壓板必須有一大部分由預(yù)熟化的樹脂構(gòu)成的透明保護(hù)覆蓋層。假如該透明的覆蓋層非常薄，但是其中有50％或以上的成分含有耐磨的礦物粒子。
除了在裝飾紙上覆蓋該透明的保護(hù)層外，本發(fā)明的層壓板合適地以標(biāo)準(zhǔn)的方式制造，并且最好有一傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，例如，它包含有2至8個用苯酚浸漬的牛皮紙的塑料貼面板芯，其上具有一層以蜜胺樹脂浸漬過的裝飾紙，在裝飾紙之上，加上本發(fā)明的保護(hù)層。最后的層壓板是用典型的方法制造，例如將塑料貼面板芯疊放在一合適的壓力機(jī)上，并且將覆蓋有保護(hù)層的裝飾紙疊放其上，然后將此組合件放在兩塊壓板模之間，加熱及加壓力一段足夠長的時間，以便制造所要的裝飾用的層壓板。用于高壓層壓板及低壓層壓板的加壓條件是標(biāo)準(zhǔn)化的并且是眾所皆知的。
該厚的透明保護(hù)涂層主要包括預(yù)熟化的熱固樹脂粒子以及一種最初始的粘合劑物質(zhì)，以及(可選擇使用和優(yōu)選)少量相對細(xì)小微粒的耐磨礦物質(zhì)，合乎要求的平均粒子大小范圍為0.5-50μm，最好是1-30μm，而最理想平均粒子大小是1微米。這類典型的保護(hù)層包括有15-20lbs/ream預(yù)熟化胺樹脂粒子，以及6lbs/ream的Al2O3粒子。耐磨礦物質(zhì)粒子最好是有足夠的量以便將較大的預(yù)熟化樹脂粒子部分地包住，該種粒子可能大到250μm，但是最大值以100μm較佳。礦物質(zhì)粒子的硬度至少應(yīng)該為7級(莫氏硬度)而且這種粒子最好是氧化鋁或氧化鋁及二氧化硅的混合物，雖然礦物粒子可包括氧化鋯，氧化鈰，硬玻璃珠，碳化矽及鉆石粉。有許多其他物質(zhì)，例如纖維屑等，應(yīng)該避免使用，因為它們會減少透明度。
初始的粘合材料可以是任何可與體系共存的物質(zhì)，它可將保護(hù)涂層在層壓過程結(jié)束前現(xiàn)場固定在裝飾層的上表面，包括許多種以樹脂為基礎(chǔ)的粘合物質(zhì)，它們可以與所選用的層壓樹脂體系統(tǒng)共存，高粘性或粘稠的部分熟化樹脂，或任何依照ARP技術(shù)可以當(dāng)作粘合劑的物質(zhì)，例如藻酸鈉，氣相二氧化矽，微晶纖維素，或混合物，例如Avicel，它是由大部分微晶纖維素與少量的羧甲基纖維素(CMC)混合而成。
另外一個依照本發(fā)明制作的典型產(chǎn)品有薄得多的保護(hù)覆蓋層，其相對的厚度是每令6-8lbs固體物質(zhì)，包括大約相同量的預(yù)熟化樹脂粒子及礦物粒子。這是一種類似ARP的產(chǎn)品，而其中所含的礦物粒子的數(shù)量大約只是ARP層壓板的一半，但是確有相同的耐磨及耐耗損性，并且改進(jìn)了工具耗損度及降低了壓板模具耗損度。
保護(hù)涂層可以許多方式應(yīng)用到裝飾紙上，簡單地說，這些是一種與美國專利US4,255,480中ARP方法相似的兩步驟過程；一種與美國專利4,713,138相似的單步驟過程；一種與美國專利US4,517,235及US4,517,235及US4,520,062相似的轉(zhuǎn)換過程；以及一光漆過程，其中，保護(hù)覆蓋層組分是直接涂在一木質(zhì)板層或類似材料上，接著施力壓緊。
在兩步驟方法優(yōu)選的使用形式中，涂料的成分是由氧化鋁的小粒子或其他最好平均粒子大小大約在1到30μm耐磨粒子，以及最大粒子大小為250μm，優(yōu)選最大粒子大小是100μm的預(yù)熟化樹脂粒子及很少量的微晶纖維素粒子的混合物，所有組分皆分散在一穩(wěn)定的，含水的淤漿中。氧化鋁的粒子是如此小以致在最后產(chǎn)品中并不干擾視覺效果，它可用以當(dāng)作耐磨物質(zhì)，而微晶纖維素粒子當(dāng)作優(yōu)選的初始粘合劑物質(zhì)。如眾所知，初始粘合劑必須與層壓過程中所使用的樹脂系統(tǒng)能共存，通常為蜜胺樹脂或在某些低壓層壓板的情況下為聚酯樹脂體系，而微晶纖維素不僅有此功能并且可穩(wěn)定在裝飾紙表面的氧化鋁的小粒子及預(yù)熟化樹脂。
如此，優(yōu)選的淤漿組分包含氧化鋁的小粒子及預(yù)熟化樹脂微粒子以及很少量的微晶纖維素粒子的混合物，所有的物質(zhì)皆分散在水中。其中，預(yù)熟化樹脂微粒子數(shù)量及最佳的小礦物粒子的量必須足夠能制造最終產(chǎn)品，使其具有如上所述需要的耐磨性，并且初始粘合劑的量必須足夠?qū)⒌V物粒子及預(yù)熟化樹脂粒子現(xiàn)場固定在裝飾紙正表面。通常，發(fā)現(xiàn)2到10份(重量)的微晶纖維素配20-120份(重量)的氧化鋁及預(yù)熟化樹脂微粒子能得到滿意的結(jié)果；然而，有可能在此范圍之外制造。預(yù)熟化樹脂的量是，每1份(重量)的礦物粒子配1到6份(重量)的預(yù)熟樹脂粒子，如眾所知，不僅可以在此范圍之外制造，同時也可以不使用任何的礦物粒子來生產(chǎn)具有較厚透明保護(hù)覆蓋層的適當(dāng)產(chǎn)品。
在淤漿中含水量也必須考慮實用的情況，因為假如水太少，淤漿會變得太稠而很難應(yīng)用；相反，若水太多，則在涂抹的過程中將因淤漿的流掛而使涂層的厚度很難保持一致。因此，含2.0％(wt)的微晶纖維素及大約24％(wt)氧化鋁及預(yù)熟化樹脂粒子(以水的重量為基準(zhǔn))的淤漿很穩(wěn)定，也就是說，氧化鋁及預(yù)熟化樹脂粒子不會沉底；但是如果使用超過大約3.5％(wt)的微晶纖維素，以及大約24％(wt)氧化鋁及預(yù)熟化樹脂粒子(以水的重量為基準(zhǔn))，則淤漿變得非常粘而很難應(yīng)用。
含礦物的粒子組合最好包含少量的潤濕劑，優(yōu)選非離子的潤濕劑，以及硅烷。潤濕劑的量不重要，但是只需要非常少量，并且過量的潤濕劑沒有任何的益處。依照傳統(tǒng)的做法，保濕劑，脫模劑，催化劑和/或消沫劑皆可使用。
假如使用硅烷作為一種偶合劑，它可以用化學(xué)方式將氧化鋁或其他的非有機(jī)物粒子與浸漬后及熟化的預(yù)熟化蜜胺粒子及/或蜜胺結(jié)合和固化，而這樣可提供更好的啟始耐磨性，因為氧化鋁粒子除了以機(jī)械方式之外，還以化學(xué)方式與蜜胺結(jié)合，因此可以在磨耗的情況下有更長的使用期限。硅烷應(yīng)選自那些可與所使用的特定熱固層壓樹脂相容的物質(zhì)；在這方面，具有一氨基基團(tuán)的硅烷，例如γ-1氨基丙基三甲氧基硅烷，與蜜胺樹脂使用時特別有效。所使用硅烷的量不必很大，而事實上其量只有所使用的微粒礦物重量的0.5％，就能有效地增加最后層壓板的耐磨性能；所建議的最大的量為氧化鋁或其他堅硬粒子重量的2％，因為量再大也不能得到更好的效果，而只是增加原材料的成本。
裝飾紙在涂上前述的涂料組合物之后就進(jìn)行干燥，然后以一般正常方式用適當(dāng)?shù)臒峁虡渲n，例如，蜜胺樹脂或聚酯。在裝飾紙以蜜胺樹脂浸漬之前，利用微晶纖維素當(dāng)作粘合劑涂層必須以高溫干燥。如此，最低干燥溫度大約是140°F，而最好的干燥溫度是240-270°F。在干燥之后，經(jīng)過浸漬并涂層處理過的裝飾紙上就堆上許多以樹脂浸漬過的塑料貼面板芯或其他的背材，并且，在加熱及壓力下以一般方式進(jìn)行層壓。
另外一種達(dá)到本發(fā)明目的方法是以一種單步驟過程將一層預(yù)熟化樹脂微粒子涂在裝飾紙的表面，而同時在單步操作中可使裝飾紙達(dá)到完全的樹脂飽和，在此程序中未熟化的液態(tài)樹脂是預(yù)熟化樹脂粒子及耐磨礦物粒子的載體。實施本發(fā)明所采用的方法最佳如下方式說明(1)制備液態(tài)可熱固的浸漬樹脂以及涂層組合物的混合物，其中，涂層組合物包括預(yù)熟化的合成樹脂微粒子，其濃度足夠在層壓表面形成一有預(yù)定厚度的樹脂沉積層，以及供預(yù)熟化樹脂粒子使用的一種初始粘合劑，例如，微晶纖維素或更粘的部分熟化的蜜胺樹脂粒子，該初始粘合材料可以與可熱固浸漬樹脂可相容，并且經(jīng)得起后來的層壓條件，初始粘合物質(zhì)的量應(yīng)足以將預(yù)熟化樹脂微粒子固定在未飽和的紙張的表面，而初始粘合物質(zhì)也同樣用來將預(yù)熟樹脂微粒懸浮在液態(tài)的可熱固的浸漬樹脂中；(2)在單一操作中沉積保護(hù)層和浸漬，其方法是將液態(tài)可熱固浸漬樹脂與涂料組分的混合物，最好其粘度不大于200-250厘泊，涂在一未飽和的紙張的正面上，涂抹的速度必須可以使未飽和的紙張中液態(tài)可熱固浸漬樹脂達(dá)成飽和，而且該涂料組合物在正表面上沉積；和
(3)將涂抹及浸漬好的紙裝飾層干燥后可以得到可用于層壓的裝飾層。
另一種選擇，如上面所指，一種細(xì)小堅硬礦物粒子，其濃度足夠增加耐磨性而不會干擾可見度，可以在步驟(1)中加在預(yù)熟化的樹脂微粒中，在此情況下涂層的厚度可以減小而不會失去耐磨性。
可以用在熟化聚合物微粒子組合物中的堅硬礦物為如上所述精細(xì)粒子大小的礦物，最好平均粒子大小在0.5-0.9μm之間，雖然如上所指，可以采用更大尺寸的粒子，其數(shù)量足夠提供一耐磨層而不會影響可見度。必須了解的一點是，液體的粘度要足夠維持礦物粒子與預(yù)熟化樹脂粒子一起懸浮在其中。
該單一操作涂層/浸漬步驟可以在一階段或多個階段中進(jìn)行，也就是說，完全的浸漬可以在該涂層布置好的同一階段完成，或另一種方式，部分浸漬可以在一連續(xù)過程中的第一階段中與該涂層一起進(jìn)行，緊接著由下方進(jìn)行第二次在線樹脂溶液浸漬。
如上面所指，預(yù)熟化的合成樹脂微粒是選自蜜胺，聚酯，環(huán)氧及可熟化丙烯酸或類似的樹脂或其混合物。粘合物質(zhì)最好是“Avi-cel”，上市的成分是含大約89％的微晶纖維素及11％的羧甲基纖維素(CMC)的混合物。也可能，但也不是最理想，可以采用層壓樹脂本身當(dāng)作粘合劑，在這種情況下所用的層壓樹脂必須比較粘，其性質(zhì)像漿狀物或類似物。
最好的組合物適當(dāng)含有1份(重量)Avicel對4-60份(重量)的礦物粒子及預(yù)熟化樹脂微粒組合物。如上述所指，預(yù)熟化樹脂微粒對礦物粒子的比例可以有很大的變化，適合的范圍是1-6∶1。也可能加入少量額外的CMC(或不加)及少量的硅烷。最好是加入少量的表面活性劑，如美國專利4,255,480中所述，以及少量的固體潤滑劑以加強其耐擦傷性，如美國專利4,567,087中所述。
在此配方中有6個重要的可變量，其中有3個是獨立變量而另外3個是因變量，在美國專利4,713,138中所有的變量皆有解釋。裝飾紙張的重量，液體樹脂含量及耐磨組分的重量都與配方無關(guān)。對這些變量的要求是由外在因素，例如顏色，最后飽和的程度，及耐磨性所決定。單位表面積的浸漬樹脂重量(干的)是由紙的基本重量及樹脂成分兩者組合所決定。粘度是由整個液體體積對微粒物質(zhì)含量所決定。因此，加到液態(tài)樹脂中水的量由粘度和額外加入的水量所決定，該粘度是由耐磨組分及未切割樹脂混合而得到，所加的額外的水是為了容易同時進(jìn)行涂層及浸漬而使粘度降低到所希望的值，粘度通常是小于250cp，最好大約是100cp。
第三種方法，如上面所指，是一種與Ungar等人的美國專利4,517,235及4,520,062相似的轉(zhuǎn)換法。在這種形式的過程中，本發(fā)明的涂層是涂布在一轉(zhuǎn)換基層并且在其上干燥。然后，在一般的層壓加壓的操作中將此轉(zhuǎn)換基層的面朝下抵住一完全或部分飽和的裝飾紙或抵住另一合適的基層，例如一木質(zhì)夾板。在足夠熱量，時間及壓力下完成層壓的操作后，該層壓板從轉(zhuǎn)換基層剝離，或反之亦然，而本發(fā)明的保護(hù)層將會被轉(zhuǎn)換到裝飾紙或基層的上表面。
實施本發(fā)明的第四種方法是采用一種上光漆的過程。其中，組合物直接涂在基層上，例如一木質(zhì)夾板，然后干燥，最后加壓及加熱擠壓。
本發(fā)明的優(yōu)選方案中主要使用完全熟化的蜜胺樹脂，它被磨成細(xì)粉并在擠壓過程中在壓板及裝飾層間充當(dāng)為一種填充材料。通過選擇與浸漬樹脂相同材料的粒子，在最后層壓板成品中的保護(hù)涂層的折射率將會一樣，在擠壓之后可在層壓板上制成免于模糊不清，高透明的表面。如此得到的透明度足夠清楚，因此可以采用一單色裝飾紙而不會失去其亮度及色澤。
除了清晰的厚表面涂層之外，通過改變采用的預(yù)熟化樹脂微粒及其微粒大小可得到其它許多的裝飾外表。這類裝飾外表包括不同的紋理。也可以利用著色的預(yù)熟微粒子來制造有趣的視覺效果?？梢灶A(yù)知的是，外表的變化是多樣的，而且是由粒子大小，預(yù)熟化樹脂微粒，數(shù)量，涂層厚度及著色來決定。實際所需要的外表可以由本案內(nèi)容配合例行實驗來決定。
下面的實施例是用來解說實施例1在300°F下，加熱蜜胺樹脂直到其熟化，得到蜜胺樹脂微粒。一旦熟化后，該物質(zhì)被磨成微粒，其大小分布如下250μ +0.02％180μ +0.04％106μ +0.47％45μ +70.60％25μ +22.45％25μ以下 -6.40％淤漿成分包括60份上述的預(yù)熟蜜胺粒子及60份平均粒子大小為1μm的氧化鋁，在一如下所示的韋林?jǐn)嚢杵?Waring blender)中制備。7.5份的微晶纖維素(Avicel RC 581)及2.5份的CMC加入到攪拌的水中。在2到3分鐘之后，在攪拌器中，Avicel完全分散使氧化鋁及預(yù)熟化樹脂粒子被混入其中。
最后所成的淤漿分別被涂布到50lbs/今及65lbs/今未浸漬具有木紋及萬花筒碎花款式的印刷紙張表面。此涂層在265°F下干燥大約3分鐘。接著，該紙張利用蜜胺甲醛樹脂以一般正常方式浸透，并且以正常程序干燥。樹脂的含量是51-55.6％，揮發(fā)性成分是4.6-5.2％。層壓板采用傳統(tǒng)的一般操作來制造和擠壓，即，大約290°F，1000psi，大約25分鐘。
實施例2液態(tài)的蜜胺樹脂(1575lbs.)依照標(biāo)準(zhǔn)的方式制備供裝飾紙浸漬用。在每192.8lbs液態(tài)樹脂中加入0.001份(重量)的表面活性劑TRITON CF 21。以高速度在一具有低切力的混合器中混合5分鐘。11磅Avicel以一種快速的方式加入其中以避免聚在一起或成塊。緊接其后，快速加入47lbs預(yù)熟化蜜胺樹脂粒子及47lbs的30μm的氧化鋁。
在加入70加侖的水后測量其粘度以便提供粘度不超過150厘泊的產(chǎn)品(Brookfield粘度計#3，以12rpm速度旋轉(zhuǎn))。
重量為65lbs/令的印刷過的裝飾紙以196.1lbs/令的速度被涂上一層。該紙張在高溫干燥，如一般的方式將此紙張用來制造層壓板。
磨損結(jié)果如下款式MR-51 MR-12啟始點(循環(huán)) 650 750最終點(循環(huán))1300 750磨損速率 975 1138
速率/100轉(zhuǎn)0.015g0.012g實施例3為了得到兩個額外的樣品，上面的例2對每一情況采用20μm及25μm氧化鋁。
磨損結(jié)果如下紙張款式 MR-12 MR-51粒子大小 20μm 25μm 20μm25μm啟始點(循環(huán))150 650 275 800最終點(循環(huán)) 1000 1550 550 1600磨損速率575 1100 413 1200速率/100轉(zhuǎn) 0.017g0.012g 0.031g 0.017g實施例4-中重量保護(hù)層下面的配方是用于過量涂層以及同時使一印制的裝飾紙浸透之用150加侖未切割的蜜胺樹脂(1,575lbs)70加侖水11磅Avicel92磅30μm(平均粒子大小)氧化鋁92磅預(yù)熟化蜜胺樹脂粒子(最大100μm)0.27磅Infirnol脫模劑6.2磅Nacure 3525蜜胺樹脂熟化催化劑32磅二甘醇保濕劑(humectant)1.36磅Bubrake消沫劑涂層/浸漬以每令57.8磅的未切割蜜胺樹脂固體的速度進(jìn)行，而Avicel以每令0.66磅的速度被涂布，氧化鋁以每令5.62磅的速度，預(yù)熟化蜜胺樹脂微粒以每令5.62磅的速度，保濕劑以每令1.64磅的速度。通過干燥器之后，裝飾紙樹脂含量為52％，以及揮發(fā)性含量為6％。
以通常的方式將裝飾紙壓成高壓裝飾層壓板，最后的層壓板符合所有的NEMMA標(biāo)準(zhǔn)，而且具有優(yōu)異的耐磨性及抗滑動耗損性。
實施例5-高視深，高耐鑿性的實驗室的配方制備一種實驗室浸漬/涂層組合物，并以每今58.31磅的未切割樹脂固體的速度涂到裝飾紙上，而Avicel以每令0.67磅的速度，預(yù)熟化蜜胺固體以每令26.1磅的速度(其中最大粒子大小為100μm)以及氧化鋁以每令5.63磅的速度涂布。通過干燥器之后，該紙的樹脂含量為60％，以及揮發(fā)性含量為6％。透明的保護(hù)涂層有一相同每令20磅固體的厚度。將裝飾紙與一些以酚醛樹脂浸漬過的塑料貼面板芯壓合后，可以得到一完全符合NEMA標(biāo)準(zhǔn)的層壓板，而且其有額外絕佳的耐鑿性，其中，裝飾紙可以清晰且明亮可見，但是它在層壓板中看起來很深。
實施例6-替換ARP下面的配方是用于同時涂層及浸漬一單色裝飾紙195加侖未切割蜜胺樹脂(2,047.5磅)50加侖水15磅Avicel2.9磅蠟44磅15μm氧化鋁44磅預(yù)化熟蜜胺樹脂粒子(最大尺寸100μm)
0.35磅Emerest 2652潤濕劑0.32磅Infirnol脫模劑8.2磅Nacure 3525催化劑1.1磅Bubrake消沫劑以上的組合物以下列的速率涂布，每令60.93磅的未熟化固體樹脂，每令0.74 Avicel；每令0.13磅蠟；每令2.17磅氧化鋁及每令2.17磅預(yù)熟化蜜胺樹脂粒子。如此涂層及浸漬過的單色裝飾紙接著通過以正常方式通過一干燥烤箱。當(dāng)它取出時，其樹脂含量為52％，以及揮發(fā)性含量為6％。該裝飾紙依一般方法用來制作層壓板。最后所得的層壓板具有優(yōu)異的耐磨性及滑動耐耗損性，并且完全符合所有NEMA標(biāo)準(zhǔn)。因為有相對少量的氧化鋁的存在，在切割該層壓板時工具的耗損可以降低。
實施例7下述配方是用于同時涂層和浸漬裝飾紙(實驗室量)；447克蜜胺樹脂(268.2克分子固體)166克水3.12克 Avicel0.87克 消泡潤濕劑(31滴)26.1克 氧化鋁(平均粒子大小30μm)26.1克 預(yù)熟化蜜胺樹脂粒子(按照實施例1)0.09克 Infirnol脫模劑(3滴)9.08克 甘二醇1.78克 Nacure催化劑(88滴)
0.31克Bubrake消泡劑(10滴)上述組合物固體總量范圍為56-58％，固體樹脂總量(除預(yù)熟化樹脂粒子外)范圍為51-53％，將其以下述速度涂布到裝飾紙上未熟化的蜜胺樹胺 62.69-68.02磅/令(3000平方英尺)Avicel0.72-0.78磅/令預(yù)熟化蜜胺樹脂微粒6.09-6.61磅/令氧化鋁粒子6.09-6.61磅/令甘二醇2.12-2.30磅/令實施例8采用下述配方，重復(fù)實施例7蜜胺樹脂 361.0克(216.6克固體)水 201.0克Avicel 3.12克防沫潤濕劑 0.87克(31滴)氧化鋁(平均粒子26.1克大小30μm)實施例1的預(yù)熟化26.1克蜜胺粒子Infirnol脫模劑 0.09克(3滴)甘二醇 9.08克Nacure催化劑 1.78克(88滴)Bubrake消泡劑 0.31克(10滴)將該組合物以每令51.01磅未熟化蜜胺的速度涂布到裝飾紙上。假若整個施工速度為55.23磅/令，其它組分速度為4.22磅/令。
額外的例子制備一個與上面實施例5相似的例子，只是在其中沒有任何的氧化鋁存在。可以得到一個符合NEMA標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，它有優(yōu)異的清晰度及耐鑿性。預(yù)熟化粒子涂布的速度是每令35磅。
另一個與實施例4相似的例子，只是其中的Avicel以藻酸鈉取代。結(jié)果令人滿意。
另一個實施例采用與實施例1相似的配方進(jìn)行，此配方直接被涂在木質(zhì)夾板的上表面。在涂層及干燥之后，該板面在熱及壓力下擠壓以在木板上形成一保護(hù)涂層。
另外，采用聚酯樹脂進(jìn)行一種制造低壓力板的嘗試。其中，底層采用Masonite板。采用一木紋理的裝飾紙，而且涂層/浸漬配方與實施例5的相同，只是預(yù)熟化樹脂粒子是使用聚酯樹脂粒子，而浸漬樹脂是相同的未熟化的聚酯樹脂。最后的產(chǎn)品有優(yōu)良的耐磨性。
前面對特別實施例的描述揭露了本發(fā)明的總的特性，因此，其他人可以利用目前的知識輕易修改和/或為了不同的應(yīng)用而改良那些實施例，并不會脫離其一般性的概念，而且，因此，這類的修改或改良應(yīng)該在本公開方案相同的意義及范圍之內(nèi)作為解釋。必須了解的是，在本說明中的述語或?qū)Ｓ忻~是為了敘述而非限定之用。以上所提到的專利并入作為參考。
權(quán)利要求
1.在一符合NEMA耐磨標(biāo)準(zhǔn)的裝飾層壓板中，包括一上層有一裝飾層及在裝飾層上面有一保護(hù)涂層的基底，其改進(jìn)在于該保護(hù)涂層是透明的，且主要包括有熟化的熱固樹脂，它由預(yù)熟化樹脂粒子及可選擇性地加入的細(xì)小礦物粒子構(gòu)成，該礦物粒子在熱固樹脂基體中所具有的莫氏硬度至少是7，該預(yù)熟樹脂粒子的光折射率與該熱固基體的光折射率大體上相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層壓板，其中該基體由木材所構(gòu)成，而該裝飾上層是一樹脂浸漬過的裝飾紙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層壓板，其中的基體是一本質(zhì)夾板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層壓板，其中該裝飾層包括有一由熱固樹脂浸漬過的裝飾紙層，而且其中該裝飾層的上述樹脂及該保護(hù)層的上述樹脂是相同的樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的層壓板，它是一低壓層壓板，而且其中該樹脂是選自聚酯樹脂及蜜胺樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的層壓板，其中該層壓板是一符合NEMA標(biāo)準(zhǔn)的高壓裝飾層壓板，而且該樹脂是選自蜜胺樹脂，尿素樹脂及二氰胺樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層壓板，其中該透明保護(hù)層進(jìn)一步包括有該細(xì)小礦物粒子，其平均粒子尺寸不超過50μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的層壓板，其中該礦物粒子選自氧化鋁，硅石及其混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層壓板，其中該透明保護(hù)層進(jìn)一步包括有一初始粘合物質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的層壓板，其中該初始粘合物選自微晶纖維素，羧甲基纖維素，藻酸鈉及其混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求4的層壓板，其中該透明保護(hù)層進(jìn)一步包括細(xì)小粒子尺寸的礦物粒子及初始粘合物質(zhì)，該粒子具有的莫氏硬度值至少為7。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的層壓板，其中該透明保護(hù)層厚度大約為2-3密耳。
13.一種耐磨裝飾層壓板包括有一核芯，其上放置有單一的表面薄層，該表面薄層包括有一經(jīng)熱固層壓樹脂浸漬過并涂有一保護(hù)層的裝飾紙，主要包含有(1)以重量計從5到大約30份的微粒礦物，該礦物選自有氧化鋁，硅石及其混合物；(2)以重量計從1到大約5份的初始粘合劑物質(zhì)，它選自微晶纖維素，藻酸鈉，羧甲基纖維素及其混合物；(3)預(yù)熟樹脂粒子的量至少等于或最大為該礦物微粒量的6倍；而且(4)具有與該預(yù)熟樹脂微粒大致相同光折射率的足夠量的該熱固層壓樹脂，為該微小礦物粒子及該預(yù)熟化樹脂粒子構(gòu)成一永久基體，該保護(hù)層是清晰且透明的。
14.在一裝飾的強化層壓板中包含有一堅硬的核心層，一固定在該核心層上以華麗熱固樹脂浸漬過的裝飾紙張，以及一置于裝飾層上的保護(hù)層，該裝飾層可經(jīng)由保護(hù)層清楚地看見，該改進(jìn)在于該保護(hù)層主要包含有一熱固華麗樹脂基體，與該華麗熱固樹脂有相同光折射率的預(yù)熟化樹脂粒子，而且其中大致所有該預(yù)熟化樹脂粒子尺寸皆小于250μm，而且可選擇性地加入最大上限為，以重量計算每100份預(yù)熟樹脂粒子，100份莫氏硬度至少是7而平均粒子尺寸不大于50μm的磨碎無色耐磨礦物粒子，而且當(dāng)該磨碎耐磨礦物微粒物質(zhì)存在時，該保護(hù)層同樣也包括足夠量的一種初始粘合物質(zhì)，以便將礦物粒子及預(yù)熟樹脂微?，F(xiàn)場固定在該裝飾紙層的表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的層壓板，其中所述樹脂是蜜胺樹脂。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的層壓板，其中所述的覆蓋涂層包括大約每令15-20磅的所述預(yù)熟化蜜胺樹脂微粒。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的層壓板，其中該透明保護(hù)層的厚度相當(dāng)于大約每令6-8磅的該預(yù)熟樹脂及該礦物粒子。
18.用以制造裝飾層壓板的裝飾紙，包括有一經(jīng)過可熱固樹脂浸漬過且其上有一保護(hù)層的紙，該保護(hù)層大致是透明的而且主要含有預(yù)熟化熱固樹脂微粒，及可選擇加入的細(xì)小礦物粒子，該礦物粒子在一可熱固樹脂基體中的莫氏硬度值至少是7，該預(yù)熟樹脂粒子的折射率大致與該可熱固樹脂的折射率相同，以及可選擇性的包含有一初始粘合物質(zhì)。
19.在一制造符合NEMA耐磨標(biāo)準(zhǔn)的層壓板的方法中包括將一基體及一裝飾上層組合成一體，該裝飾上層以可熱固的樹脂浸漬過并且其上有一保護(hù)涂層，該組合件經(jīng)過熱及壓力處理，如此可使該可熱固樹脂流動或至少部分熟化，其改進(jìn)在于該保護(hù)層是透明的而且主要含有一由預(yù)熟化樹脂粒子及選擇性加入的細(xì)小礦物粒子形成的熟化熱固樹脂及可選擇性加入的一種初始粘合物質(zhì)，且礦物粒子在可熱固樹脂基體中莫氏硬度值至少是7，其與該裝飾上表層的可熱固樹脂浸漬液相互匹配，該預(yù)熟化樹脂粒子的光折射率大致與至少部分熟化形式的該基體中上述可熱固樹脂的光折射率相同。
20.在一制備用于生產(chǎn)裝飾層壓板的裝飾紙的方法中，包括將裝飾紙上涂一保護(hù)層并將該裝飾紙以可熱固樹脂浸漬，其改進(jìn)在于該保護(hù)層主要包括有預(yù)熟化熱固樹脂粒子及選擇性加入的細(xì)小且莫氏硬度值至少是7的礦物粒子及與該細(xì)小礦物粒子同時使用的初始粘合劑物質(zhì)，該預(yù)熟樹脂的光折射率大致與該可熱固樹脂基體的光折射率相同。
全文摘要
利用預(yù)熟化的浸漬樹脂微粒子，以及初始粘合劑物質(zhì)，最好再加入耐磨的礦物粒子，如此以構(gòu)成一厚的且具有美術(shù)造型的層壓板的表面。保護(hù)的外層厚度足以構(gòu)成一耐鑿且看起來很深的表面。因為浸漬的樹脂以及預(yù)熟化的微粒子具有相同的折射率，涂層的透明度以及在下面的裝飾紙的總體清晰度非常良好。
文檔編號B32B21/08GK1124941SQ94192357
公開日1996年6月19日 申請日期1994年4月5日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月7日
發(fā)明者羅賓·D·奧德爾, 約瑟夫·A·萊克斯, 艾麗斯·M·西蒙 申請人:國際紙業(yè)公司