专利名称：板形材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种尤其用作厨房工作板、工作台面板或类似物品的板形材料及制造方法。
用于上述这些目的的板已公开过许多，它们多数由板型托座与为形成有效使用面积而覆在其上面的覆盖层和设在托座的至少一个侧边上的与该覆盖层成一体的护板组成。
最熟悉的是表层板和工作面板，它们由一个作为托座层的碎料板和一个薄的(厚度1＜mm)覆盖层组成，对它们及护板在侧边上采用装饰性高压层压材料板(HPL)，如Resopal板。该薄覆盖层易受针尖及锋利物体的损坏。如果表面损坏，水分会进入不耐水的托座层。它会涨大并使薄的覆盖层脱落，同样的问题在两块彼此粘合的板如厨房工作板的接缝处也会出现。如果密封做得不够仔细，水分同样回进入托座层并引起涨大。放在其表面上的热锅由于上面所述的原因同样会造成该薄层的破坏。
此外，板形材料与覆盖层都采用了所谓的坚固表面材料，如Corian，其中，覆盖层的厚度约为13mm，以便尤其用作厨房工作板时可确保，放在板上的热锅不会造成覆盖层的损害，甚至毁坏。这种材料的加工需要非常仔细，厨房菜板或面板切口必须铣剥而成并去掉铣剥边缘，以避免应力集中，尤其在切口径向区域会导致裂纹形成。
采用Corian材料时，由于其覆盖层厚度较大，因此通常不采用板形托座而采用板格底结构。在采用Corian材料时，侧边护板通过护板型材粘贴而成，因此对接处有接缝，接缝易进赃物，因此在厨房或水池附近不希望采用。
由于必须人工安装框格底结构和侧边，因此这种材料的制作需要高的人工支出及人员费用，并因此得到的是高价格产品。
此外，Corian材料需要使用较多的高价带填料塑料。为减轻变形问题，Corian材料必须用一种弹性层，尤其是有机硅胶粘剂与托座粘合。
此外，例如由德国DE-A-38 17 224公开过所谓夹层镶板，其中，板形托座设在两覆盖层之间。其中一覆盖层在此形成有效使用面，而另一覆盖层起所谓反拉力作用，以避免板变形。在该文献中所公开的覆盖层厚度范围3-7mm。这种夹层镶板的制做相对较昂贵，并且由于用来形成覆盖层的塑料材料而对材料消耗较大。
本发明的目的在于，提供一种板形材料，它可廉价制造且在潮湿环境下也稳定。
在本发明开头所述的材料中，上述目的将用以下方式来达到，即在托座上仅一侧设有覆盖层，且覆盖层和侧边的护板由一种填充有无机填料的塑料制成，其中，覆盖层的厚度范围5-10mm，覆盖层借助一种可硬化树脂整面地和基本无气泡地与托座复合。
按照本发明，这样的材料可以采用，即它们除技术性能外还能起到极好的装饰作用，与上面讨论的高价产品在这个方面至少相当。此外，本发明材料使得制做覆盖层用的高价物料的使用更经济并与可嵌入制成的工作板相比提供了更大的潜能。此外，与传统的坚固表面材料相比，获得了更好的抗断裂性能，即抗裂纹性能，且该材料在潮湿环境下保持稳定。此外，本发明板形材料在边缘及棱角处具有多种造型可能性。
已令人惊奇地证明，当先将覆盖层与护板成一体制造，然后板形托座再与覆盖层全面复合时，无机填充材料填充的塑料适合于制备与板形托座的侧边护板成一体的覆盖层，而没有令人担心的变形问题。在此，重要的是本发明的覆盖层厚度应保持在约5-10mm。即使在覆盖层厚度与通常的坚固表面材料，如Corian相比较小情况下，覆盖层与板形托座全面的基本无气泡的粘贴在使用中保证了优异的耐热锅性和耐开裂性。本发明的板形材料中可放弃使用一抗拉力层。
在覆盖层与板形托座粘贴时最好采用可硬化树脂层，其中，树脂材料定量地被如此涂覆，即它可补偿可能出现的覆盖层背侧及对应的托座表面的不平整性。这大大简化了用塑料制做覆盖层，因为目标可集中在可见侧，而背侧表面可不采取特别措施。
胶粘剂可从许多可买到的材料中选择，其中，胶粘剂最好应满足以下要求胶粘剂应具有高的耐热性，如可由聚合胶粘剂，例如聚氨酯胶粘剂等来保证，因此在温度负荷下，如放上热锅情况下还确保与托座粘着结合。
此外，胶粘剂系统应具有一定的弹性和硬度。一方面，由局部温度载荷引起的剪应力可在托座上被传输和分散，以避免裂纹形成，另一方面，胶粘剂不允许是脆的，使托座/覆盖层复合系统的热膨胀的较小差别不会导致板材变形。
到此尚未对塑料包括其所含的无机填料在内做更进一步说明。在此也涉及到多种不同的被填充塑料，其中，未指明对文献DE-A-24 49656和US-A-3 847,865中所述及所用材料应提出的完整要求。
根据表面是单色还是仿花岗岩装饰制作，将采用不同的制作覆盖层配方。
一种可硬化反应物料已被证明尤其适合制作覆盖层和托座侧边的护板，既它与一种填入其中的颗粒填充材料形成聚合物相。其中，该聚合物相本身基本不含无机填充材料，但含有最高达20重量％，最好是15重量％，尤其是10重量％的颗粒型无机掺合料，而聚合物相内的颗粒形填充材料必须是可膨胀的且含有填充有无机填料的树脂材料。该被填充树脂材料含有平均粒径为5-100μm的50-80重量％的无机填料及可能的用来形成特殊色彩的颜料。填料(以下简称颗粒)的粒径约为60-8000μm，尤其在塑料中的含量约30-75重量％。由反应物料和膨胀的填料和可能加入的无机掺合料组成的混合料的粘度很高使得混合料不再能泵抽或浇注。
正是这样的混合物尤其适合在设置在压机内的模具内实现无气泡填充，而不损坏颗粒结构，且当希望这样如仿花岗岩装饰时不损害产品可见侧的装饰性和/或衬托性。
不过也可制成单一色的覆盖层和托座侧边护板，不过在此要重新谈到开头所述文献公告中公开的反应物和混合物。其优先推荐的带有可膨胀填料的混合物具有很大优点，即在不须采取特别措施情况下所获得的覆盖层可见侧没有流线。这种混合物避免了沉淀问题并因此避免了填料在塑料中分布不均。
反应物最好采用聚酯或聚(甲基)丙烯酸系统。
托座侧边防板最好采用在后面也被称作横板(Bruttokante)的护板条形式，其中，优选护板条厚度的选择应使其可切削加工。该护板条厚度最好为覆盖层厚度的1.3倍，最好是1.5倍或更高。护板条可成型并在所述材料选择时也可用通常的木材加工机械制作及加工。
本发明板形材料的优良耐热锅性是借助这样的覆盖层而获得，即它垂直于覆盖层表面的热导率至少约为0.6W/mK。这确保了热量充分传送到托座上。
板形托座可以从多种材料中选出，其中，基于简单加工和制作最好是木质材料。所用的木材的湿度最好为7-8重量％。最适合用于托座木材是所谓的OSB板(OSB-定向结构板)。在该板中，以每％木材湿度变化的百分比表示的收缩率和膨胀率为，对于板厚而言＜0.5％，对于板宽度而言＜0.1％。纵向膨胀没有实际意义，它小于0.02％。
在木棒粘接的整木板或横断木板(也称端面木板)中可做至少等同的选择。其中具有优点的是用来形成板的小木棒或木块分别并带着胶粘剂装入制好的覆盖层及护板条内。通过这种方式将木材下角料降低至最少。
在此，相应预干和刨削的四方木棒或断面木块的两侧或各侧用耐水的胶粘剂浸润并分别依次放入一个由覆盖层及各侧护板条形成的与底板形状相近的半壳体内。通过这种方式，四方木棒或断面木板的粘接可直接在半壳体内完成。当然也可将预制好的小木块粘接、木棒粘接或横断木粘接的板截断后放入半壳体内。作为下防护层可根据需要粘贴木制胶合板或铝箔并使复合构件在一定压力下于压机中硬化。
在此，作为胶粘剂最好采用单组份或双组份聚氨酯树脂。在短时间峰值温度下的耐热性必须大于90℃，而对于持续载荷必须大于70℃。胶粘剂的弹性/脆性的一定量度一方面在于肖氏硬度，而另一方面在于断裂伸长。所谓韧硬的胶粘剂的肖氏硬度，最好为70-90(肖氏A)优选约为75(肖氏A)。
在半壳体内如此形成的小木块粘接、棒粘接或横断木粘接的板作为托座在湿膨胀方面具有比先前推荐的OSB板更好的性能，且在大尺寸半壳体内的粘贴更简单，因此也更经济。
在本发明制作板形材料的方法中，首先要注意的是，覆盖层与板形托座的侧边护板一起由塑料制成一体，且板形托座整面地并基本无气泡地借助可硬化树脂被粘贴在覆盖层的背侧上。
如果托座的所有侧边被覆盖，则同覆盖层一起形成一个与底板形状相近的半壳体式模型，板形托座粘贴在其中。在此，也可采用以所要求的尺寸截断的预制板或如上所述的横断木板或小木块粘接板或木棒粘接板直接在半壳体内制得。在后者情况下木棒最好按纵向摆放。其中，要考虑年轮的取向，从而使横向膨胀保持最小。为此木棒应这样摆放，即年轮彼此相近的木棒始终彼此互相垂直。对于横断木板，横断木的纤维方向始终垂直覆盖层面。
横断木块或木棒之间，即垂直于板面的木块或木棒的接触面之间的粘合必要时可以放弃，其优点在于，横断木块或木棒可彼此相对移动，这对于板的变形方面会起好的作用。
如果木棒或横断木块不粘合，则最好采用湿交联的、可发泡的聚氨酯胶粘剂。由于硬化时所用的挤压力避免了在托座与覆盖层相连的粘贴面上产生气泡。不过另一方面达到了这样的效果，即胶粘剂泡沫进入木棒或横断木块之间的接缝中，并使其侧面彼此粘合并使其固定。
为使本发明的板形材料对水作用不再敏感，可在背侧涂漆，也可粘贴优选一侧涂加铝箔，以作为水蒸气屏障。基于可简单操作和防止受伤的原因，它的厚度≥100um。
本发明的详细优点将在下面参照例子详细说明。1.半壳体的制作实施例1细仿花岗岩结构配方 29,790g丙烯酸浆(20％PMMA-预聚合物，分子量100,000道尔顿)1,323g 三羟甲基丙烷-三甲基丙烯酸酯(TRIM)88g硬脂酸110,3g 2-(4-叔丁基环己基过氧化碳酸酯(BCHPC)189,0g 二-月桂酰过氧化物(LP)11,000g无色颗粒，0.1-0.6mm4,500g 白色颗粒，0.1-0.6mm17,650g黑色颗粒，0.1-0.6mm5,250g 氢氧化铝(ATH)粒度分布 0-100μm平均粒径 d50＝35μm准备好树脂并加入所有的液体及待溶解组分并充分混合。然后加入ATH及粒料并再次充分混合。最后对混合物除气。
混合后获得最初可流动物70kg，它根据温度在1.5h后膨胀并不再可泵抽。
半壳体件大小其外形尺寸为110cm×65cm11.4kg浇注后获得一个在黑底色上带有细结构仿花岗岩装饰的半壳体，其形状在
图1所示的截面图中示出。图1中包含的参数的典型数值为α相对于垂直线约10°，b约10mm，d约7mm，D约40mm。实施例2 中度粗糙花岗岩装饰配方29,790g 丙烯酸浆(20％PMMA-预聚合物，分子量100,000道尔顿)1,323g TRIM88g 硬脂酸
110,3g BCHPC189,0g LP23,275g 绿色颗粒，0.1-0.6mm1,796g 白色颗粒，0.1-0.3mm3,790g 白色颗粒，0.1-0.6mm798g 白色颗粒，0.6-1.2mm1,995g 白色颗粒，1.2-2.5mm798g 黑色颗粒，0.1-0.6mm399g 黑色颗粒，0.6-1.2mm299g 蓝色颗粒，1.2-1.6mm100g 蓝色颗粒，0.1-0.6mm5,250g 同例1一样的ATH粒度分布 0-100μm平均粒径 d50＝35μm准备好树脂并加入所有的液体及待溶解组分并充分混合。然后加入ATH及粒料并再次充分混合。最后对混合物除气。
混合后获得最初可流动物70kg，它根据温度在1.5h后膨胀并不再可泵抽。
半壳体件大小其外形尺寸为110cm×65cm11.4kg浇注后获得一个在绿底色上带有中度粗糙花岗岩装饰的半壳体(见图1)。实施例3 粗花岗岩装饰配方29,790g丙烯酸浆(20％PMMA-预聚合物，分子量100,000道尔顿)1,323g TRIM88g硬脂酸110,3g BCHPC
189,0g LP22,100g 无色颗粒，0.1-0.6mm3,900g 无色颗粒，2.5-5mm2,800g 白色颗粒，0.1-0.6mm550g 白色颗粒，0.6-1.2mm1,100g 白色颗粒，1.2-2.5mm550g 黑色颗粒，0.1-0.6mm550g 黑色颗粒，0.6-1.2mm1,100g 黑色颗粒，1.2-2.5mm550g 蓝色颗粒，0.1-0.6mm5,250g 同例1一样的ATH粒度分布 0-100μm平均粒径d50＝35μm准备好树脂并加入所有的液体及可溶解组分并充分混合。然后加入ATH及粒料并再次充分混合。最后对混合物除气。
混合后获得最初可流动物70kg，它根据温度在1.5h后膨胀并不再可抽吸。
半壳体件大小其外形尺寸为110cm×65cm11.4kg浇注后获得一个在灰底色上带有粗花岗岩装饰的半壳体(见图1)。
实施例1-3带花岗岩装饰的半壳体的浇注和硬化一个简单的由一个钢框和一个铜板组成的底板模具(110cm×65cm)起实验模具的作用，它被如此弯曲，即它形成半壳体的凹陷，并同时位于框的上方。板在角上被焊接。
框和底板侧可分别被加热，。
上模设置成形成半壳体形状的阳模。
作为上模材料已在实验中证明非金属材料如木材是适合的，它可从背侧加热或冷却，聚合在一压机内在压力和温度下进行。
则形成图1所示的半壳体。
底板调温到40℃并在压机内层用11.4kg浇注料填充。该浇注料作为条状注入板中央。然后贴上聚酯膜作为分离膜并将物料分布。然后底板移入压机内并使压机封闭。
起模密封作用的是一个橡胶密封件，它位于上模内的一个槽内，并由分离膜保护防止MMA作用。密封件在压机封闭时被压向框架。空气可在膜与框架中排出。硬化时在板面上出现的收缩通过压机随移而被补偿。
上模的边缘处设有一个可充入压缩空气的软管，橡胶孔造型或类似东西，在硬化期间软管或橡胶孔部分采用压力约为3-8bar的压缩空气，因此硬化时平行于板平面的收缩也能被补偿。
压缩空气的压力根据压缩机的表面压力而在上述范围内。
压机内的热板温度为120℃。其温度梯度应这样确定，即使底板上升到该热板温度约需5min。
框架温度 120℃(在底板上温度传导5min)热板温度 120℃调节压力 0-3min 50bar(液压)从3min 100bar(液压)周期时间 5min如果半壳体在压机内被冷却至40℃，这易导致轻微变形。相反如果打开压机/模具并使底板/模件仅仅从下面一侧冷却到40℃(15min)，则获得平直的板。板在与托座粘合之前优选在120℃温控5h。实施例4单色半壳体的制作配方14,362g丙烯酸浆(27％PMMA-预聚合物，分子量100,000道尔顿)314g TRIM438g 硬脂酸54gBCHPC
93g LP373g 3-三甲氧基甲硅烷基-丙基甲基丙烯酸酯(MEMO)22,440g ATH(同例1一样)粒度分布 0-100μm平均粒径 d50＝35μm1,200g色浆(丙烯酸浆/二氧化钛颜料，重量比为3∶1)准备好树脂并加入所有的液体及待溶解组分并充分混合。然后加入ATH及粒料并再次充分混合。最后对混合物除气。
获得可流动的粘度为5000mPa·S的分散体40kg。
半壳体件大小其外形尺寸为110cm×65cm12.6kg浇注后获得一个白色半壳体(见图1)。
在相同成型工艺条件下，也可采用稀液态分散体制作在箔贴到分散体表面上时，通常会封住大的空气泡，它作为背侧缺陷是不能被接受的。通过背侧粘贴薄无纺布，空气可从侧面排出从而获得无缺陷背侧。
底板被移入压机。加热时的温度梯度应这样确定，即模具要达到热板温度约需5min。
框架温度 110℃(在底板上温度传导3min)热板温度 110℃调节压力 0-3min 80bar从3min 120bar周期时间 50min为获得平直的板，必须将与例1的装饰不同的按例4制成的半壳体在压机内(在压力下)冷却约15min，然后在120℃退火约5h。
2.半壳体与托座板的粘合实施例5木棒粘接/横断木块粘接将30×30mm的长木棒(木材湿度约7重量％)的上侧和下侧涂胶，并按例1防入半壳体内。在该步骤中也可采用60×80mm，其纤维方向长度30mm的横断木块(木材湿度约7重量％)。
作为粘接剂采用的是湿交联聚氨酯胶粘树脂(公司Fuller ICEMA145/66稠度糊状)。多余的胶粘剂也流入垂直于板平面的木棒之间接缝中。胶粘剂的发泡也有助于它的流入，在胶粘剂硬化期间，通过挤压(压力1-2bar)避免了朝向覆盖层形成的粘接剂层中的气泡形成。例如一种100μm厚的铝箔适合用做板形材料背侧的覆盖层，它形成一个防潮层。
总体构件在一压机内在室温和压力下硬化。
保压时间2h实施例6OSB板的粘合已下好料的厚度为34mm OSB板置于处在可见侧的半壳体内。该板在中部有一个孔(半径5mm)，胶粘剂可通过它被注入。然后由一框架固定的橡胶布放在该板上。橡胶布中心有一个供胶粘剂注入的接管，该接管(由球阀关闭)被插入预先钻好的孔内。橡胶布的框架被压在平的台面上。然后将布下方的空腔抽真空。通过打开球阀，胶粘剂(公司Fuller ICEMA 145/66稠度可流动)在真空作用下被缓慢吸入托座板和半壳体之间。
在注射一定量之后，球阀关闭但真空继续维持。橡胶布在外界常压的空气柱下如同压机一样，其压力0.6bar。
作为胶粘剂采用的是湿交联聚氨酯树脂。2h保压时间后板可被取出。
权利要求
1.尤其用作厨房工作板、工作台面板或类似物品的板形材料，它具有一个板形托座，一个与该板形托座平面式结合的覆盖层和一个设在托座的至少一个侧边上的、与覆盖层结合成一体的护板，其特征是，托座仅仅一侧带有覆盖层，覆盖层和护板由一种填充有无机填料的塑料制成，其中，覆盖层的厚度范围为5-10mm，覆盖层借助可硬化树脂与托座整面地且基本无气泡地结合。
2.按照权利要求1所述的板形材料，其特征是，护板设置成护板条的形式，且护板条的厚度最好大于覆盖层的厚度。
3.按照权利要求2所述的板形材料，其特征是，在托座的所有侧边上都设有与覆盖层结合成一体的护板条。
4.按照权利要求2或3所述的板形材料，其特征是，至少一个护板条构成一个可见边，其厚度可切削加工。
5.按照权利要求4所述的板形材料，其特征是，构成可见边的护板条的厚度至少为覆盖层厚度的1.3倍，最好至少是1.5倍。
6.按照权利要求之任一项所述的板形材料，其特征是，覆盖层垂直于其表面的热导率至少约为0.6W/mK。
7.按照上述权利要求之任一项所述的板形材料，其特征是，填充有无机填充材料的塑料的弹性模量约为5000N/mm2或更高。
8.按照上述权利要求之任一项所述的板形材料，其特征是，其托座由一种所谓OSB材料组成。
9.按照权利要求1至7之任一项所述的板形材料，其特征是，托座由一种小木棒粘合的木质材料或一种横断木板组成。
10.按照权利要求8或9之任一项所述的板形材料，其特征是，木质材料的湿度约为7-8％重量。
11.按照权利要求1至10之任一项所述的板形材料的制造方法，其特征是，覆盖层和护板一起在一模型内通过填充有无机材料的塑料硬化而形成，且板形托座借助一种可硬化树脂而整面地且基本无气泡地被粘合在覆盖层的背面上。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征是，为了用塑料形成覆盖层，一种用来形成聚合物相的可硬化反应物与一种填入其中的颗粒形填充材料的混合物由一种填充有无机填料的树脂材料制成，其中，相对于塑料而言，聚合物相包括最高约20重量％的无机掺合料，且反应物内的颗粒形填充材料是可膨胀的，在此，被填充的树脂材料含有50-80重量％的平均粒径为50-100μm的无机填充材料，而其中填充材料的粒径范围为60-8000μm，包括在塑料中的含量为30-75重量％，填充材料在可硬化反应物内应膨胀至混合物不再可浇注，混合物被放入一个设置在一压机内的半模内，以便硬化，将模具闭合并对其施加一个预先确定的压力，混合物在封闭的模具内被硬化。
13.按照权利要求12所述的方法，其特征是，混合物在100-130℃和3-10bar压力下被压入模具中并硬化，其中，通过模具温度控制，使护板条区域先硬化，然后覆盖层再硬化。
14.按照权利要求13所述的方法，其特征是，混合物在20分钟至1小时时间间隔内被硬化。
15.按照权利要求11至14之任一项所述的方法，其特征是，使用一模具制成覆盖层和护板条，相应于护板条的模具部分与和覆盖层相对应的模具部分可分开加热。
16.按照权利要求15所述的方法，其特征是，模具部分的加热这样来选择，护板条比覆盖层约提前2-10分钟硬化。
17.按照权利要求11至16之任一项所述的板形材料，其特征是，覆盖层从可见侧开始硬化。
18.按照权利要求12至17之任一项所述的板形材料，其特征是，在硬化期间后移压机以平衡起皱。
19.按照权利要求11至18之任一项所述的板形材料，其特征是，采用了一个具有上模的压机，它在其边缘具有可吹气的橡胶孔部分，该橡胶孔在硬化期间加载3-8bar的压缩空气。
20.按照权利要求11至19之任一项所述的板形材料，其特征是，可硬化的树脂在真空下喷入托座和覆盖层之间，其中树脂通过一个基本在中间的喷入孔供入托座内。
21.按照权利要求11至19之任一项所述的板形材料，其特征是，板形托座由若干单个木棒在由预制覆盖层与整体成形出的护板条形成的模具中制成。
22.按照权利要求11至21之任一项所述的板形材料，其特征是，硬化后的覆盖层与护板条最好在从模具中取出后，在低于玻璃转化温度下进行温度处理。
23.按照权利要求11至22之任一项所述的板形材料，其特征是，作为可硬化树脂采用的是单组份或双组份的聚氨酯胶粘剂。
24.按照权利要求23所述的板形材料，其特征是，聚氨酯胶粘剂可发泡。
全文摘要
本发明涉及一种尤其用作厨房工作板、工作台面板或类似物品的板形材料,它具有一个板形托座,一个与该板形托座平面相结合的覆盖层和一个设在托座的至少一个侧边上的,与覆盖层结合成一体的护板。为使其能廉价制造和在潮湿环境下保持稳定,兹提出,在托座上仅仅一侧设覆盖层,其覆盖层和护板由一种填充有无机填料的塑料制成,其中,覆盖层的厚度范围为5—10mm,覆盖层利用一种可硬化树脂与托座整面地且基本无气泡地结合。
文档编号A47B13/08GK1265063SQ98807622
公开日2000年8月30日 申请日期1998年7月16日 优先权日1997年7月26日
发明者F·老肖克, K·肖克, G·希伯 申请人:肖克两合公司