由木質材料構成的復合板的制作方法
適用于重負荷并且可設置有裝飾性表面涂層的由木質材料構成的復合板為例如由Pfleiderer提供的PremiumBoard MFP Hybrid(Pfleiderer,PremiumBoard MFP Hybrid Brochure,2013年10月出版)。FINSA提供了名為superPan的類似板。Egger提供了Combiline板。所有這些板均為由木質材料構成的復合板，其具有由刨花板或OSB板(OSB＝定向刨花板)構成的中間層。由纖維板構成的外層被膠合在中間層上，在來自Egger的Combiline板的情況下，使用了非常薄的MDF板(MDF＝中密度纖維板)。在Pfleiderer的情況下，借助聚乙酸乙烯酯膠進行膠合。提供這些板用作支撐性家具結構板、擱板，而且還用于建筑目的，尤其是用于內部工件。
這些普通復合板已經具有用于預期應用領域的可用強度特性，例如對于平均體積密度為830kg/m3的16mm厚的板，彎曲強度約為28N/mm2、橫向拉伸強度為0.5N/mm2、剝離強度為0.8N/mm2(Pfleiderer，PremiumBoard MFP Hybrid Brochure，2013年10月出版)。這種已知的復合板的強度受到能夠承受中間層與外層之間膠合接合處的力的限制。
然而，普通復合板的生產是復雜的，因為板的整個表面的膠合操作復雜并且在技術上難以確保膠在待連接的中間層或各外層的整個表面上均勻分布。膠的不均勻分布導致一些區域中的膠合品質差。此外，用于連接外層和中間層的膠將大量的液體引入到中間層和外層中，使得必須防止中間層或各外層在膠的硬化期間變形。
因此，本發明的目的是提出可經濟地生產的由木質材料構成的復合板，所述復合板具有良好的強度特性。
該目的通過根據權利要求1的由木質材料構成的復合板以及根據權利要求11的用于制造由木質材料構成的復合板的方法來解決。
本發明的重要特征是人造樹脂浸漬紙被插入到中間層與至少一個外層之間。因此，相比于常規實踐，此處的人造樹脂浸漬紙不是布置在復合板的外側，而是在在根據本發明的復合板外層的緊接下方的邊緣區域中。人造樹脂浸漬紙使中間層和至少一個外層互相連接。經由人造樹脂浸漬紙在其兩個表面(中間層的頂側和底側)中的每個表面連接的中間層優選與外層連接。因此，中間層優選由單層或多層刨花板或者單層或多層OSB板(定向刨花板；由寬、平的木片制成的特殊刨花板)組成。外層優選由中密度或高密度纖維板(MDF或HDF)制成。
人造樹脂浸漬紙由紙幅組成，其通常具有待連接的外層或中間層的尺寸，其中用人造液體樹脂浸漬紙幅，然后干燥。作為原紙的不含人造樹脂的紙幅本身優選具有15g/m2至100g/m2的表面重量。出于經濟原因，由于將紙施加到外層之后其不再可見，因此紙優選為未著色且未經印刷的。用于浸漬板的人造樹脂優選地選自包括以下的組：脲、三聚氰胺、酚醛樹脂，或者使用上述人造樹脂的組合，所謂的混合樹脂或衍生物。對于特殊應用，雖然由于成本而很少使用的高技術樹脂(例如環氧樹脂)也是可能的。
在浸漬紙之后將人造樹脂干燥但不使其硬化。有利地以30g/m2至200g/m2的量，優選以30g/m2至120g/m2的量，有利地以50g/m2至100g/m2的量使用。
為了實現根據本發明的復合板的優點，根據一個簡單的實施方案，如果紙浸漬有人造樹脂就足夠了。然而，可以有利地添加到紙或人造樹脂中的添加劑是阻止或防止復合板著火或燃燒的物質。這樣的物質一般是已知的；其通常為磷酸二氫銨化合物。由于人造樹脂浸漬紙被布置在復合板表面附近，其可以有效地防止復合板的燃燒。對于制造由木質材料構成的具有改善的強度特性的復合板，不需要通常添加到已知人造樹脂浸漬紙中的添加劑，例如氧化鋁。出于經濟原因，所述添加劑容易被省略。
用人造樹脂浸漬紙代替使用以液體形式施加的膠消除了缺點并帶來意外的優點：用非液體的人造樹脂浸漬紙代替液體避免了意外地將液體(特別是水)引入到中間層和外層。在少量膠的硬化期間釋放的相對少量的水已導致中間層或外層不期望的膨脹，并且因此導致張力進入板中而引起不期望的變形。此外，由于人造樹脂浸漬紙還可以一致良好的品質廣泛地獲得，因此避免了液體膠的不均勻施加。人造樹脂浸漬紙可以以與中間層和外層的形式一致的大范圍紙幅來提供。
認為有利的是，可以對由至少一個外層和一個中間層以及布置在外層與中間層之間的人造樹脂浸漬紙制成的壓制材料堆進行壓制，以在常規短周期壓機中形成復合板。短周期壓機是用于生產層壓產品或復合板的常規制造設備。省略了復雜膠合裝置的使用。優選地對壓制材料堆進行壓制以形成復合板，如從壓制材料堆的底部所見，復合板由底部外層、底部人造樹脂浸漬紙、中間層、頂部人造樹脂浸漬紙和頂部外層組成。
與已知的由木質材料構成的復合板相比，根據本發明的由木質材料構成的復合板具有顯著改善的強度特性。與已知的由木質材料構成的復合板相比，根據本發明的復合板的橫向抗拉強度、彎曲強度和面強度分別高出約50％。強度的這種特別的增加可以歸因于以下事實：在復合板的特別地負荷有施加的力的邊緣區域(其從外層的外部延伸至中間層的表面)中，施加的力不必再僅由外層和膠合接合處吸收。更確切地，示出人造樹脂浸漬紙非常有助于根據本發明的復合板強度的改善，這不僅由于特別良好地固定在外層和中間層的表面上并且具有高固有強度的人造樹脂，而且還由于在根據本發明的復合板中由纖維制成的也被視為增強防護的紙。布置在根據本發明的復合板的邊緣區域的人造樹脂浸漬紙起到類似于張力桿的作用。
由DE 103 00 247 B4(Kronotec AG)眾所周知，使用人造樹脂浸漬紙來包裹具有實木單板的刨花板。然而，在這一點上，使用經染色的紙以確保設置有實木單板的板的視覺上有吸引力的表面。描述于DE 103 00 247 B4中的板的強度特性沒有測試。無法找到人造樹脂浸漬紙對復合板的強度發展的影響的信息。
因此DE 103 00 247 B4不涉及本發明的主題，原因是本發明涉及由木質材料構成的復合板，其中外層也由木質材料組成，且其中該復合板被優化以達到高的強度。根據本發明的復合板可用作例如家具結構、內部工件、舞臺結構和用于類似用途中的結構板。如果需要使用具有裝飾性表面的由木質材料構成的復合板，則根據本發明的復合板的外部必須設置有另外的涂層。
由于人造樹脂浸漬紙是可經濟地獲得的能夠以一致的品質獲得的產品，并且由于可使用現有的生產設備(短周期壓機)，所以可經濟地生產根據本發明的復合板。
中間層與至少一個外層之間的連接優選地以如下方式形成：將人造樹脂浸漬紙布置在至少一個外層與中間層之間。特別地有利的是，使壓制材料的堆連接以形成根據本發明的由木質材料構成的復合板，該復合板由底部外層、底部人造樹脂浸漬紙、中間層、頂部人造樹脂浸漬紙和頂部外層制成。例如用常規工具(堆疊裝置、托盤、夾具)組裝壓制材料堆，將其固定并放置在短周期壓機中。在那里，在經加熱的壓板之間對壓制材料堆進行壓制。在壓制過程期間，人造樹脂液化，然后硬化。
與中間層和外層表面的機械結合和推測的化學結合由此產生，使得外層和中間層得以永久地互相連接。紙沒有被人造樹脂的硬化和液化損壞。其保持嵌入在硬化的人造樹脂層中并且特別地承受作用在根據本發明的復合板的邊緣區域上的拉伸負荷。
根據本發明的由木質材料構成的復合板具有非常好的強度特性，特別地因為在復合板的邊緣區域中，不僅人造樹脂浸漬紙在很大程度上有助于復合板的強度。由纖維板材料制成的外層也在很大程度上有助于對根據本發明的復合板測量的高強度值。根據本發明的復合板的外層由纖維板制成并且考慮最大強度而進行選擇。纖維板沒有裝飾性表面。因此，根據本發明優選的進一步改進，外層朝向外部的表面可設置有另外的單層或多層涂層。外層的朝向外部的表面的涂層可通過例如至少一層漆、生漆、HPL(高壓層壓紙)、單板或通過這些涂層的組合(例如單板和生漆)來進行。
可單獨或組合地施加到根據本發明的復合板的外層的另一些材料為例如紙和紙板，特別是壁紙，膜，紡織品例如織物或氈，乙烯基樹脂，皮革，軟木，石材表面，金屬或相應的金屬箔，由聚丙烯、聚乙烯或聚乙酸乙烯酯制成的塑料涂層，陶瓷涂層例如瓷磚或陶瓷人造樹脂混合物，玻璃，可寫膜(板膜)，磁性涂層，抗輻射的例如含鉛的箔或板，礦物織物、粗紗或羊毛例如玄武巖織物，其可承受力。纖維或纖維混合物也可作為涂層施加到根據本發明的復合板的外層上，例如有機纖維(如纖維素纖維)、合成纖維(如塑料纖維)，或無機纖維(如金屬或陶瓷纖維)。
根據設計，上述涂層形式可用于美觀目的，例如布或壁紙。而且其也可有助于技術上改進，例如使表面磁化的以抗輻射的方式起作用或者進一步改善強度特性的涂層。
上述材料的組合也是可能的，以及以將所述材料施加到彼此頂部的方式也是可能的，例如首先將抗輻射的箔或片施加到板上，然后用由塑料或金屬制成的裝飾性膜涂覆該抗輻射的箔或板。而且還可能用不同的材料涂覆根據本發明的復合板的外層彼此相鄰的部分(例如將皮革和軟木彼此相鄰地膠合)以實現一定的美學效果。
由高強度復合板與用于進一步改善板的技術和美學特性的簡單涂布性能的組合，結果根據本發明的復合板可特別地用于挑戰性的應用，例如在實驗室和醫生辦公室。
下面將基于一個示例性實施方案更詳細地解釋本發明的細節。
圖1示出了根據本發明的由木質材料構成的復合板的一個優選實施方案的結構的示意圖。
圖1使用壓制材料堆10的實例示出了根據本發明的由木質材料構成的復合板1的一個優選實施方案的層的示意圖，其具有底部外層2、底部人造樹脂浸漬紙3、中間層4、頂部人造樹脂浸漬紙5和頂部外層6。圖1所示的示例性實施方案中底部和頂部外層包含2.9mm厚的HDF纖維板。
然而，不考慮示例性實施方案，應注意外層的材料和厚度可彼此獨立地選擇。因此底部和頂部外層可具有不同的厚度。它們也可由不同的材料制成。
在本示例性實施方案中，中間層4由13mm厚的刨花板制成。底部或相應的頂部人造樹脂浸漬紙3、5布置在各底部和頂部外層2、6與中間層4之間。在用人造樹脂浸漬之前，人造樹脂浸漬紙由重量為27gsm的原紙制成。在用人造樹脂(在此為脲三聚氰胺)浸漬之后，紙的表面重量為125gsm。在對外層2、6進行壓制期間，紙的水分含量為7％。該水分含量大致對應于中間層4和外層2、6的殘留含水量使得在壓制期間沒有另外的水分被引入到中間層4和外層2、6的木質材料板中。
將圖1所示的壓制材料堆10在短周期壓機中壓制300秒，短周期壓機的壓板加熱至150攝氏度。此時，人造樹脂熔融并硬化。在壓制過程結束時，產生由木質材料構成的復合板，其總的板厚度約為19mm并且根據EN 323的平均體積密度為809kg/m3，對其測量以下強度值：
橫向抗拉強度(根據EN 319測量)：0.75N/mm2
彎曲強度(根據EN 310測量)：36N/mm2
剝離強度(根據EN 311測量)：1.26N/mm2
根據本發明的由木質材料構成的復合板的強度值(其顯著改善了大于約50％)潛在地主要歸因于復合板邊緣區域7的改善，該邊緣區域由人造樹脂浸漬紙和外層構成；按不同配方配制，因此邊緣區域從中間層4的表面8延伸至外層的外側9。
在根據本發明的復合板1的情況下，一方面，所使用的人造樹脂具有非常好的強度特性，原因是其通過在短周期壓機中壓制非常好地機械固定在中間層和外層的表面上。另一方面，在對壓制材料堆進行壓制之后，嵌入人造樹脂中的紙也完整無缺，并且紙幅的纖維網是根據本發明的復合板1的另外組分，其適用于承受張力。
在根據本發明的復合板的邊緣區域7中，在壓縮力或張力從外部作用的情況下，在復合板1的承受張力的邊緣區域中相應地出現張力。先前，這些張力的承受受到已知的由木質材料構成的復合板的中間層與外層之間膠合接合處強度的限制。在根據本發明的復合板1的情況下，不僅人造樹脂能夠承受高的張力。特別地，紙的纖維也能夠承受高的張力。因此，附著在復合板1的邊緣區域7中的底部和頂部人造樹脂浸漬紙3、5起到張力桿的作用。
不考慮本示例性實施方案，應注意，與先前已知的和常規的在外層和/或中間層上施加膠相比，人造樹脂浸漬紙具有以下優點：人造樹脂浸漬紙可以更好地均衡中間層和外層表面的不均勻度使得外層與中間層的連接中的薄弱點大部分被排除并且提供了具有良好尺寸穩定性和平坦外部的復合板。
復合板的第一外層與由皮革和銅箔制成的矩形部分膠合以形成美觀的表面。為此目的，也可以使用本說明書中前面提及的另一些材料。復合板的第二外層與由鉛構成的抗輻射金屬箔膠合，然后將HPL層壓紙層壓在該金屬箔上。產生技術上改進且易于清潔的表面。
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