专利名称：一种自耐磨木质装饰材料及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种具有自耐磨功能的新型木质装饰材料及其制造方法，属于木质复合材料制造领域。
背景技术：
一般意义上的装饰材料因具有木质材料的传统特征和强重比高、易加工等优点， 一直是广为人们所接受的装饰材料。现有技术中提供的耐磨木质装饰材料一般有以下几种制造工艺第一种生产工艺是在基材表面先打底漆，然后印刷图案，再淋涂耐磨层而制得木质耐磨装饰材料。耐磨层一般由氧化铝等与聚氨酯树脂(或氨基酸树脂、聚脂树脂、丙烯酸树脂、乙烯树脂等)及相应溶剂混合组成。此种方法生产耐磨装饰材料除工艺相对复杂外， 由于所淋涂层不可遮盖印刷图案，其厚度一般较薄，导致其耐磨值一般只在1000转以下， 远远不能满足6000转(家用)或9000转(商用)以上的用途要求。而且所用树脂材料本身成本较高且不具有较高的耐磨性。第二种生产工艺是采用两层纸结构，即将表层纸与装饰纸组坯粘贴于基材人造板。表层纸用来提高装饰材料的耐磨性，装饰纸赋予美观的装饰效果。表层纸一般是强度高、灰分低、高纤维素含量的透明纸，在造纸过程中在纸张的中心层加入了氧化铝等耐磨材料或在表层纸表面涂布含有耐磨材料的胶粘剂树脂液，通过胶粘剂将耐磨材料粘附于表层纸的表面来获得耐磨性。由于表层纸透明不遮盖其下层装饰纸的图案，所以不影响装饰效果且耐磨性突出，是目前生产耐磨木质装材料的主要方法。其缺点纸张中心层加入了耐磨材料的表层纸价格昂贵，80%依靠进口，纸张表面粘附耐磨材料的表层纸价格稍低，但会在使用过程中因为耐磨材料的磨损掉落而逐渐丧失耐磨性。总体而言表层纸浸渍干燥后较脆，容易破碎，损耗较大，多以手工操作，机械化操作困难。第三种生产工艺也是采用两层纸结构，但耐磨装饰纸是采用二次浸渍法来生产的，即提高装饰纸的树脂含量达100% -150%，且在第二次浸渍时加入树脂量2% -4%的耐磨材料，以海藻酸钠或羟(羧)甲基纤维素做悬浮剂，以利于耐磨材料在浸渍树脂中均勻分散。这种生产方法缺点是悬浮剂溶于浸渍树脂后会导致浸渍树脂粘度的较大增加，不利于浸渍树脂向装饰纸中渗透，为了防止耐磨材料的沉降，必需不断搅拌，搅拌产生的气泡会附于浸渍纸上，进一步阻碍浸渍树脂向浸渍纸中渗透，装饰纸的树脂含量不均且很难达到较高的水平。而当浸渍纸被拉出浸胶槽后，由于耐磨材料的粒径、质量不同，在浸渍纸的表面会因为树脂的流挂而产生非常明显的山型纹理，即很难获得均一稳定的浸渍表面。另外由于装饰纸两面都粘有耐磨材料，其和人造板板材接触的一面与板材的胶合不良，导致表面结合强度下降，甚至分层。当这种耐磨装饰纸在使用时，要与板材(刨花板、纤维板、细木工板，单板层积材、其他金属或非金属材料的板材)组坯热压。而热压时，耐磨装饰纸与热压机的热压垫板(抛光的光垫板)接触的一面在热压过程中对抛光垫板的磨损较大。而且， 同使用耐磨表层纸的耐磨装饰材料相比其耐磨转数仍有较大差距。同时仍然无法解决在使用过程中因为耐磨材料的磨损掉落而逐渐丧失耐磨性的缺点，另外较高的耐磨材料含量会影响到装饰纸的清晰度。第四种生产工艺即所谓液体耐磨浸渍装饰纸技术，是将一定筛分值(300目-400 目之间)的耐磨材料加入三聚氰胺树脂中，为了克服Al2O3等在液体胶中的快速沉降，开发了多种配方。例如，通过添加赛路路、高分子填料，或者树胶等，从而保证Al2O3等漂浮于液体胶中。然后用此树脂喷涂或淋涂装饰纸的表面，经干燥后即可得到高耐磨的浸渍纸。此方法可被称为“液体贴面纸”或液体耐磨。液体耐磨浸渍纸技术存在的缺点有三聚氰胺甲醛浸渍树脂的配方及添加剂种类和用量必须进过专门的设计，以获得为防止耐磨材料沉降所需的合适粘度，绝大多数工厂无此能力；并且，为了防止耐磨材料的沉降必须对耐磨材料的质量及粒径进行筛选，耐磨材料的利用率较低；由于用于喷涂或淋涂的三聚氰胺甲醛树脂的混合物粘度较高，经常堵塞喷嘴，当喷涂于浸渍装饰纸表面时树脂渗透性较差，会产生流挂，导致耐磨材料在装饰纸表面产生山型条纹、分布不均；而采用淋涂时很难控制浸渍纸的树脂含量，并且使用一定筛分值的耐磨材料成本较高，同时仍然无法避免对抛光垫板的损伤。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺及设备简单的自耐磨木质装饰材料的制造方法，该方法制得的自耐磨木质装饰材料表面硬度高、耐磨性能好、表面平整、使用时与板材组坯热压不会磨损热压机的抛光垫板。本发明的自耐磨木质装饰材料的制造方法，包括下述步骤a、一次浸渍把适用于浸渍的基材浸入浸渍树脂，浸透后取出；b、预干燥是将一次浸渍后的基材在温度80-140°C下进行干燥，使基材表面手触时稍稍粘手；C、气流铺装把100目以上的耐磨材料通过气流铺装机铺装于预干燥过的基材的上表面，耐磨材料的铺装量为5-25g/m2 ；d、耐磨材料密实化把铺装好耐磨材料的基材通过至少一对上下平行的密实化用圆辊，将耐磨材料压实并牢固地粘附于基材表面上；上面的密实化用圆辊为用于压实耐磨材料的抛光辊；下面的密实化用圆辊为用于支撑基材下表面的橡胶辊；e、二次浸渍把基材再次浸入浸渍树脂中，使浸渍树脂完全充盈于耐磨材料颗粒间的空隙及表面；f、二次干燥把二次浸渍后的基材放入干燥机中再次干燥，干燥至浸渍树脂为基材重量的50-150%。上述的制造方法，基材为装饰纸；耐磨材料粒径在100-150目，铺装量为15_25g/ m2 ；干燥后，树脂含量为120-150%。上述的制造方法，基材为科技木；耐磨材料粒径在250-350目，铺装量为10_20g/ m2 ；干燥后，树脂含量为70-130%。上述的制造方法，基材为刨切薄木；耐磨材料粒径在150-250目，铺装量为5_15g/ m2 ；干燥后，树脂含量为50-110%。上述的制造方法，基材为单板；耐磨材料粒径在100-150目，铺装量为20_25g/m2 ；干燥后，树脂含量为70-130%。上述的制造方法，基材为装饰薄竹；耐磨材料粒径在250-350目，铺装量为5_15g/ m2 ；干燥后，树脂含量为50-110%。上述的制造方法，基材为装饰纸、科技木、装饰薄木、单板和装饰薄竹中的一种，适于浸渍的装饰材料均可作为基材。上述的制造方法，耐磨材料为二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化铝和碳化硅中的一种。选用市场上现有耐磨材料，种类不限，粒径一般在100目以上即可。上述的制造方法，一次浸渍或二次浸渍时，通过浸胶机浸入浸渍树脂，浸胶机的走纸速度为0. 5-3m/min。浸渍用树脂均选用市场成熟产品，如三聚氰胺甲醛树脂及其改性树脂，或浸渍用脲醛树脂。所述二次浸渍是指将压密后的基材再次浸入浸渍型树脂中，使浸渍树脂完全充盈于耐磨材料颗粒间的空隙及表面。工艺同一次浸渍。上述的制造方法，二次干燥时，基材放入干燥机中进行干燥，干燥温度80-130°C， 干燥机的进给速度为0. 5-2m/min。所述二次干燥是将经二次浸渍后的基材放入干燥机中再次干燥，干燥程度取决于用此自耐磨木质装饰材料装饰其他板材(如刨花板、纤维板、细木工板，单板层积材、其他金属或非金属材料的板材)时所需的树脂含量，一般干燥至浸渍树脂为基材重量的50-150%。上述的制造方法，预干燥时，将一次浸渍后的基材放入干燥机中进行干燥，干燥机的进给速度为0. 5-3m/min。上述的制造方法，所述气流铺装是指采用“干法”工艺，将筛选过的耐磨材料不需经任何处理，通过气流铺装机铺装于干燥过稍稍粘手的基材的上表面，单位面积上的耐磨材料的铺装量取决于自耐磨木质装饰材料所要求的耐磨转数以及所要求的透明度，一般为 5-25g/m2。所述耐磨材料密实化是指将铺装好耐磨材料的基材通过上下平行的一对密实化用圆辊，上面为抛光辊，用于压实耐磨颗粒，使其牢固地粘附于基材表面上；下面为橡胶辊， 用于支基材未铺装耐磨材料的另一面，由于基材的下方为软性橡胶辊，可以防止耐磨材料压穿基材。根据需要可以添加多对压密辊。简而言之，本发明的制造方法是选好基材(装饰纸、科技木、装饰薄木、单板和装饰薄竹等各种适于浸渍的装饰材料等)后，通过浸胶机浸入浸渍用树脂(三聚氰胺甲醛树脂及其改性树脂，或浸渍用脲醛树脂)中，使其充分浸透，然后在干燥机中进行预干燥，目的是使经一次浸渍的基材手触时稍稍粘手。然后通过气流铺装机将选择好的粒径在100目以上的耐磨材料(二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化铝和碳化硅等)铺装于预干燥过的基材上，单位面积上的耐磨材料的铺装量取决于自耐磨木质装饰材料所要求的耐磨转数以及所要求的透明度，约5_25g/m2之间。在气流作用下重的耐磨颗粒吹得近，轻的耐磨颗粒吹得远，当基材以勻速向前运动时，耐磨材料即在基材上形成渐变结构的表面，重的颗粒在下， 轻的颗粒在上。这样可以随意生产不同耐磨性、不同透明度等要求的自耐磨型装饰材料。然后将铺装好耐磨材料的基材通过上下平行的一对密实化用圆辊，上面为抛光辊，用于压实耐磨颗粒，使其牢固地粘附于基材表面上；下面为橡胶辊，用于支撑于基材未铺装耐磨材料的另一面，由于基材的下方为软性橡胶辊，可以防止耐磨材料压穿基材。将压密后的基材再次浸入浸渍型树脂中，使浸渍树脂完全充盈于耐磨材料颗粒间的空隙及表面，目的是使耐磨材料淹没在浸渍树脂中，当浸渍树脂干燥、固化后，耐磨材料被固定在树脂中不易在磨损
5过程中流失，同时浸渍树脂又将耐磨材料与(该自耐磨木质装饰材料与其它板材热压时使用的)热压机的光垫板隔开，避免了对光垫板的磨损。二次浸渍后的基材放入干燥机中再次干燥，此时的干燥程度取决于用此自耐磨木质装饰材料装饰其他其它板材(如刨花板、 纤维板、细木工板，单板层积材、其他金属或非金属材料板材)时所需的树脂含量。干燥好的自耐磨木质装饰材料即可进行质量检验、分等、包装和储存等。本发明同时提供了一种自耐磨木质装饰材料，其是按照上述的任一方法制得。本发明的有益效果采用上述方法所生产的自耐磨木质装饰材料不使用耐磨表层纸，材料表面耐磨性能达到6000转(家用)或9000转(商用)以上，其它各项物理力学性均满足相应国家标准，可用于对例如建筑材料、家具材料、地板材料等对耐磨性有较高要求的材料的装饰。本发明的方法原料来源丰富、无须精加工，工艺及设备简单，只需在原有浸渍纸生产线中加入铺装、滚压设备即可，不需对原有的浸渍纸生产工艺作较大调整，不需改变原有的浸渍树脂合成工艺，无需加入其它助剂。用该方法制造的装饰材，具有高强、高利用率、耐磨性可随客户要求随意调整、成本低的优势，可广泛用于对表面耐磨性有较高要求的木质或非木质板材的表面装饰，例如建筑材、家具材、地板材等的耐磨装饰，是一种性能良好的自耐磨木质装饰材料。
图1为本发明的工艺流程图；图2为本发明提供的工艺流程中气流铺装的示意图；图3为本发明提供的工艺中耐磨材料密实化装置示意图。图中，1为基材，2为气流铺装机，3为粗粒径耐磨材料，4为细粒径耐磨材料，5为铺有耐磨材料的基材，6为抛光辊，7为软性橡胶辊，8为耐磨材料密实化后的基材。
具体实施例方式以下结合实施例及附图进一步说明本发明的具体特征及技术手段。参见图1，本发明的具有自耐磨功能的新型木质装饰材料的制造方法，包括基材的选择、一次浸渍、预干燥、耐磨材料筛选、气流铺装、耐磨材料密实化、二次浸渍、二次干燥、 质量检验、分等、包装和储存等。质量检验、分等、包装和储存等工序，均利用现有方法、工艺及设备。下面结合具体实施例作详细说明。实施例1选用装饰纸作基材，放入浸渍树脂(三聚氰胺甲醛树脂及其改性树脂，或浸渍用脲醛树脂)中，使其充分浸透，然后放在上层温度120°C，中层100°C，下层温度80°C的干燥机中进行预干燥，走纸速度为2m/min，使装饰纸经手触时稍稍粘手。然后通过气流铺装机将选择好的粒径在100目以上的耐磨材料(二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化铝和碳化硅等)铺装于预干燥过的装饰纸上，单位面积上的耐磨材料的铺装量为20g/m2。然后将铺装好耐磨材料的装饰纸通过上下平行的一对密实化用圆辊，用抛光辊压实耐磨颗粒，使其牢固地粘附于装饰纸表面上。将压密后的装饰纸再次浸入浸渍型树脂中，使浸渍树脂完全充盈于耐磨材料颗粒间的空隙及表面，然后将浸渍好的装饰纸放入在上层温度130°C，中层120°C， 下层温度100°C的干燥机中进行再次干燥，干燥机速度为2m/min，使树脂含量达到150%。。 干燥好的自耐磨装饰纸即可进行质量检验、分等、包装和储存等。该方法所生产的耐磨装饰纸，表面(指具有耐磨材料的一面)耐磨性能达到9000 转以上，其它各项物理力学性均满足相应国家标准。可用做刨花板、纤维板、细木工板等人造板板材的贴面材料。实施例2选用科技木作基材，放入浸渍树脂(三聚氰胺甲醛树脂及其改性树脂，或浸渍用脲醛树脂)中，使其充分浸透，然后放在进口温度120°C，中段温度100°C，出口温度80°C的干燥机中进行预干燥，干燥速度为1. 5m/min，使科技木经手触时稍稍粘手。然后通过气流铺装机将选择好的粒径在300目以上的耐磨材料(二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化铝和碳化硅等)铺装于预干燥过的科技木上，单位面积上的耐磨材料的铺装量为15g/m2。然后将铺装好耐磨材料的科技木通过上下平行的一对密实化用圆辊，用抛光辊压实耐磨颗粒，使其牢固地粘附于科技木表面上。将压密后的科技木再次浸入浸渍型树脂中，使浸渍树脂完全充盈于耐磨材料颗粒间的空隙及表面，树脂含量为100%。然后将浸渍好的科技木放入进口温度130°C，中段温度120°C，出口温度100°C的干燥机中进行再次干燥，干燥机速度为1. 5m/ min0干燥好的自耐磨科技木即可进行质量检验、分等、包装和储存等。该方法所生产的耐磨科技木，表面耐磨性能达到6000转以上，其它各项物理力学性均满足相应国家标准。可用做刨花板、纤维板、细木工板等人造板板材的贴面材料。实施例3选用刨切薄木作基材，放入浸渍树脂(三聚氰胺甲醛树脂及其改性树脂，或浸渍用脲醛树脂)中，使其充分浸透，然后放在进口温度100°C，中段温度90°C，出口温度80°C 的干燥机中进行预干燥，干燥速度为l.Om/min，使刨切薄木经手触时稍稍粘手。然后通过气流铺装机将选择好的粒径在200目以上的耐磨材料(二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化铝和碳化硅等)铺装于预干燥过的刨切薄木上，单位面积上的耐磨材料的铺装量为10g/m2。然后将铺装好耐磨材料的刨切薄木通过上下平行的一对密实化用圆辊，用抛光辊压实耐磨颗粒，使其牢固地粘附于刨切薄木表面上。将压密后的刨切薄木再次浸入浸渍型树脂中，使浸渍树脂完全充盈于耐磨材料颗粒间的空隙及表面，树脂含量为80%。然后将浸渍好的刨切薄木放入进口温度100°C，中段温度90°C，出口温度80°C的干燥机中进行再次干燥，干燥机速度为l.Om/min。干燥好的自耐磨刨切薄木即可进行质量检验、分等、包装和储存等。该方法所生产的耐磨刨切薄木，表面耐磨性能达到6000转以上，其它各项物理力学性均满足相应国家标准。可用做刨花板、纤维板、细木工板等人造板板材的贴面材料。实施例4选用单板作基材，放入浸渍树脂(三聚氰胺甲醛树脂及其改性树脂，或浸渍用脲醛树脂)中，使其充分浸透，然后放在进口温度140°C，中段温度120°C，出口温度100°C的干燥机中进行预干燥，干燥速度为1. Om/min，使单板经手触时稍稍粘手。然后通过气流铺装机将选择好的粒径在100目以上的耐磨材料(二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化铝和碳化硅等) 铺装于预干燥过的单板上，单位面积上的耐磨材料的铺装量为25g/m2。然后将铺装好耐磨材料的单板通过上下平行的一对密实化用圆辊，用抛光辊压实耐磨颗粒，使其牢固地粘附于单板表面上。将压密后的单板再次浸入浸渍型树脂中，使浸渍树脂完全充盈于耐磨材料颗粒间的空隙及表面，树脂含量为100%。然后将浸渍好的科技木放入进口温度130°C，中段温度120°C，出口温度110°C的干燥机中进行再次干燥，干燥机速度为1. 5m/min。干燥好的自耐磨单板即可进行质量检验、分等、包装和储存等。该方法所生产的耐磨单板，表面耐磨性能达到9000转以上，其它各项物理力学性均满足相应国家标准。可用做刨花板、纤维板、细木工板等人造板板材的贴面材料。实施例5选用装饰薄竹作基材，放入浸渍树脂(三聚氰胺甲醛树脂及其改性树脂，或浸渍用脲醛树脂)中，使其充分浸透，然后放在进口温度100°c，中段温度90°C，出口温度80°C 的干燥机中进行预干燥，干燥速度为l.Om/min，使刨切薄竹经手触时稍稍粘手。然后通过气流铺装机将选择好的粒径在300目以上的耐磨材料(二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化铝和碳化硅等)铺装于预干燥过的装饰薄竹上，单位面积上的耐磨材料的铺装量为10g/m2。然后将铺装好耐磨材料的装饰薄竹通过上下平行的一对密实化用圆辊，用抛光辊压实耐磨颗粒，使其牢固地粘附于装饰薄竹表面上。将压密后的装饰薄竹再次浸入浸渍型树脂中，使浸渍树脂完全充盈于耐磨材料颗粒间的空隙及表面，树脂含量为80%。然后将浸渍好的刨切薄木放入进口温度100°C，中段温度90°C，出口温度80°C的干燥机中进行再次干燥，干燥机速度为0. 5m/min。干燥好的自耐磨装饰薄竹即可进行质量检验、分等、包装和储存等。
权利要求
1.一种自耐磨木质装饰材料的制造方法，其特征是它包括下述步骤a、一次浸渍把适用于浸渍的基材浸入浸渍树脂，浸透后取出；b、预干燥是将一次浸渍后的基材在温度80-140°C下进行干燥，使基材表面手触时稍稍粘手；c、气流铺装把100目以上的耐磨材料通过气流铺装机铺装于预干燥过的基材的上表面，耐磨材料的铺装量为5-25g/m2 ；d、耐磨材料密实化把铺装好耐磨材料的基材通过至少一对上下平行的密实化用圆辊，将耐磨材料压实并牢固地粘附于基材表面上；上面的密实化用圆辊为用于压实耐磨材料的抛光辊；下面的密实化用圆辊为用于支撑基材下表面的橡胶辊；e、二次浸渍把基材再次浸入浸渍树脂中，使浸渍树脂完全充盈于耐磨材料颗粒间的空隙及表面；f、二次干燥把二次浸渍后的基材放入干燥机中再次干燥，干燥至浸渍树脂为基材重量的 50-150% ο
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征是基材为装饰纸、科技木、装饰薄木、单板和装饰薄竹中的一种。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征是基材为装饰纸；耐磨材料粒径在100-150 目，铺装量为15-25g/m2 ；干燥后，树脂含量为120-150%。
4.如权利要求1所述的制造方法，其特征是基材为科技木；耐磨材料粒径在250-350 目，铺装量为10-20g/m2 ；干燥后，树脂含量为70-130%。
5.如权利要求1所述的制造方法，其特征是基材为刨切薄木；耐磨材料粒径在 150-250目，铺装量为5-15g/m2 ；干燥后，树脂含量为50-110%。
6.如权利要求1所述的制造方法，其特征是基材为单板；耐磨材料粒径在100-150 目，铺装量为20-25g/m2 ；干燥后，树脂含量为70-130%。
7.如权利要求1所述的制造方法，其特征是基材为装饰薄竹；耐磨材料粒径在 250-350目，铺装量为5-15g/m2 ；干燥后，树脂含量为50-110%。
8.如权利要求1所述的制造方法，其特征是耐磨材料为二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化铝和碳化硅中的一种。
9.如权利要求1所述的制造方法，其特征是一次浸渍或二次浸渍时，通过浸胶机浸入浸渍树脂，浸胶机的走纸速度为0. 5-3m/min ；二次干燥时，基材放入干燥机中进行干燥，干燥温度80-130°C，干燥机的进给速度为0. 5-2m/min。
10.一种按权利要求1-9所述的任一制造方法制得的自耐磨木质装饰材料。
全文摘要
本发明提供一种工艺及设备简单的自耐磨木质装饰材料的制造方法，该方法制得的自耐磨木质装饰材料表面硬度高、耐磨性能好、表面平整、使用时与板材组坯热压不会磨损热压机的抛光垫板。它包括下述步骤把适用于浸渍的基材浸入浸渍树脂后取出；将浸渍后的基材进行干燥，使基材表面手触时稍稍粘手；把100目以上的耐磨材料通过气流铺装机铺装于预干燥过的基材的上表面，耐磨材料的铺装量为5-25g/m2；把铺装好耐磨材料的基材通过一对圆辊，将耐磨材料压实并牢固地粘附于基材表面上；把基材再次浸入浸渍树脂中，然后放入干燥机中再次干燥。
文档编号B27M3/00GK102294722SQ20111014650
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月2日 优先权日2011年6月2日
发明者卢晓宁, 周兆兵, 崔举庆, 徐信武, 徐朝阳, 贾翀, 韩书广 申请人:南京林业大学