ES2345174T3 - Producto laminado decorativo con superficie de chapa de madera y metodo para su produccion. - Google Patents
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Abstract
Un método de fabricación de un laminado de superficie de chapa de madera (8) que comprende, Proporcionar una hoja de chapa de madera natural u obra de ingeniería (14); Impregnar dicha hoja con una primera resina líquida curable de tal forma que dicha resina líquida penetre, de forma sustancialmente completa, dicha hoja; Bañar una superficie de dicha hoja con una segunda resina líquida curable (16); Laminar dicha hoja hasta un elemento central (12) para formar un laminado de superficie de chapa de madera natural u obra de ingeniería; y curar dichas primera y segunda resinas, En el que la segunda resina líquida curable se aplica a la superficie superior de dicha hoja.
Description
Producto laminado decorativo con superficie de
chapa de madera y método para su producción
La presente invención se relaciona con laminados
de superficie de chapa de madera, incluyendo laminados de
ingeniería de superficie de chapa de madera, y métodos de producción
de dichos laminados para su uso como materiales decorativos de
superficie para mostradores, gabinetes, mobiliario, cubrimientos de
pared y otras aplicaciones.
La Patente Estadounidense US 5.234.747 muestra
un producto de madera laminada fabricado mediante la impregnación
de láminas de chapa con resina, curando la resina y preparando una
capa de láminas de chapa impregnadas y secadas después de recubrir
las superficies de unión con una resina adhesiva.
En el estado de la técnica se conocen laminados
decorativos para su uso como superficies para mostradores, tableros
de mesa, mobiliario, y similares. Tales laminados decorativos están,
generalmente, compuestos de un núcleo, formado de una pluralidad de
hojas de papel de estraza impregnadas con resina. Sobre el núcleo
se coloca una hoja decorativa que es, generalmente, un papel de
celulosa pigmentada que contiene un diseño de forma impresa o,
alternativamente, un papel de color sólido, que puede estar también
impregnado con resina. La hoja decorativa, en el caso de una
impresión, está, generalmente, cubierta con una hoja superpuesta
protectora, transparente o semitransparente, que comprende un papel
de celulosa impregnado con una resina, tal como una resina
melamina- formaldehído de melamina, o resina
melamina-formaldehído modificada, al que,
generalmente, se denomina "resina de melamina". La hoja de
superposición protege la hoja decorativa de la abrasión, rayados,
agentes químicos, quemaduras, y similares. Los laminados decorativos
están, generalmente, hechos al amontonar, conjuntamente, las hojas
del núcleo, la hoja decorativa y la hoja de superposición,
insertando el rimero cotejado entre planchas de presión, y
aplicando, entonces, una temperatura y presión suficientes para
provocar que las resinas laminadoras fluyan entre las capas
respectivas y, en consecuencia, se curen.
En algunas realizaciones, la hoja decorativa
está impresa con un patrón de grano de madera para simular una
superficie de madera. Sin embargo, aunque tales productos laminados
proporcionan una excelente resistencia al rayado y a la abrasión,
es evidente para los usuarios finales que tales laminados no
contienen una superficie de madera natural.
Se han hecho esfuerzos por incorporar chapa de
madera natural en tales productos laminados. Generalmente, una
chapa de madera delgada se vincula a un núcleo de papel de estraza,
núcleo que ha sido impregnado con resina. La madera es, entonces,
bañada con una laca, como, por ejemplo, una laca que contenga
poliuretano y/o resinas de poliacrilato o de polimetacrilato. Para
formar el revestimiento protector de laca, la superficie de concha
de madera es, repetidamente, cubierta, secada, enarenada, revestida,
etc. Mientras que tales laminados proporcionan superficies de grano
de madera aparentemente reales, las lacas utilizadas para cubrir la
concha no proporcionan la dureza, y la superficie resistente a la
abrasión y al impacto que poseen los laminados decorativos
convencionales con una superficie de resina de melamina curada.
Tales laminados están, generalmente, limitados a su uso en
superficies verticales, tal como gabinetes y cubrimientos de pared.
Además, la necesidad de aplicar, secar, y enarenar repetidamente el
cubrimiento encarece sustancialmente el coste de producir tales
laminados.
Los intentos de cubrir una concha de madera con
resina de melamina, o revestir una concha de madera con un papel
superpuesto impregnado con resina de melamina, no han sido siempre
fructíferos, en cuanto los productos contrachapados finales están
sujetos a deslaminación en la interfaz de la madera y la resina de
melamina. Esto es, la resina no penetra la superficie de la chapa
de madera lo suficiente como para formar una adherencia permanente.
También, estos productos no pueden ser prontamente rehechos como lo
pueden ser los laminados convencionales, debido a la ruptura de la
chapa y deslaminación de las capas durante el proceso de
reelaboración. Además, con el uso de una superposición tratada con
resina de melamina, la fidelidad al color natural del grano de
madera tiene a difuminarse.
Se conocen en el estado de la técnica chapas de
madera que son obras de ingeniería. Por ejemplo, Senzani, tanto en
la patente británica 2.236.708 como en la patente estadounidense
5.145.537, enseñan métodos de producción de chapa de madera como
obra de ingeniería. Se cortan y secan finas hojas de madera, y
entonces se apilan y laminan en bloques de madera. Los bloques de
madera son, entonces, tajados en varios ángulos para conseguir
chapas delgadas con distintivos diseños de patrón de grano.
Sin embargo, hasta este momento, ha habido una
necesidad en el estado de la técnica de un producto laminado de
chapa de madera que proporcione los efectos visuales de un producto
de madera natural al mismo tiempo que muestre la resistencia a la
abrasión y a los impactos, además de la posibilidad de reelaboración
con la pre requerida resistencia al calor, de los productos
laminados con superficie de resina de melanina.
La presente invención satisface dicha necesidad
al proporcionar un laminado de superficie de chapa de madera y que
incluye el suministro de una hoja de chapa de madera natural u obra
de ingeniería; la impregnación de la hoja con una primera resina
líquida curable de tal forma que dicha resina líquida impregne de
forma prácticamente completa la hoja; el revestimiento de una
superficie de la hoja con una segunda resina líquida curable; la
laminación de la hoja hasta un núcleo para formar un laminado con
superficie de chapa de madera, natural u obra de ingeniería, con
curado de la primera y de la segunda resinas. Si se usa una concha
de madera natural, dicha madera puede ser seleccionada del grupo
que comprende el roble, la haya, el arce, la caoba, el obeche, o
similares. Alternativamente, puede ser usada una chapa de madera que
sea obra de ingeniería, como las disponibles comercialmente de ALPI
SpA de Modigliana, Italia. Tales hojas de chapa de madera, tanto si
son naturales como tratadas por ingeniero, son, en sí mismas,
delgadas y frágiles.
En una realización preferente, la primera resina
curable líquida comprende un composición de solución de resina
melamina-formaldehído acuosa que ha sido modificada
por la adición de sustancias plastificantes y tensioactivas, de tal
forma que la composición líquida humedece y penetra más rápidamente
la hoja de chapa de madera. Generalmente, como se entenderá por los
expertos en la materia, las resinas
melamina-formaldehído son los productos reactivos a
la polimerización de la condensación de la melamina, y posiblemente
otro monómero amino-funcional o plastificante
"interno", con un exceso de concentración molar de formaldehído
en solución acuosa bajo condiciones ligeramente básicas al comienzo
de su hidrofobia. No deseando estar sujetos a ninguna teoría
específica, se cree que la adición de plastificantes
"externos" hidróxilo-funcionales y
tensioactivos reduce tanto la viscosidad como tensión de la
superficie de la composición de resina líquida. La primera resina
curable está preferentemente revestida tanto en sus superficies
superiores como inferiores de la hoja de chapa de madera, donde se
le permite penetrar, de forma sustancialmente completa, el grosor
total de la hoja. Generalmente, se permite a la primera resina
curable líquida penetrar la hoja durante aproximadamente 10 a 60
minutos, y, preferentemente, aproximadamente de 20 a 40 minutos,
para penetrar la hoja de forma sustancialmente completa. La hoja es
entonces opcionalmente secada con carácter previo al baño de la
hoja con la segunda resina líquida curable.
Una superficie de la hoja de chapa de de madera
que ha sido impregnada con la primera resina líquida curable, es
bañada con una segunda resina líquida curable tal como, por ejemplo,
una solución de resina melamina-formaldehído
acuosa. Generalmente, la segunda resina líquida curable incluye
aditivos tales como, por ejemplo, un catalizador para acelerar el
índice de cura de la segunda resina además de partículas de óxido
para comunicar la resistencia intensificada a la abrasión a la
superficie finalizada del laminado.
El núcleo de un laminado decorativo de alta
presión comprende generalmente una o más hojas de papel de estraza
impregnadas de resina curable por calor. La hoja de chapa de madera
impregnada y revestida de resina es laminada hasta el núcleo
mediante el posicionamiento de la hoja de chapa de madera y el
material del núcleo entre un par de planchas de presión y la
presión de la misma. Las planchas de presión son entonces calentadas
bajo presión hasta alcanzar una temperatura predeterminada durante
suficiente tiempo como para curar la primera y la segunda resina,
además de la resina del núcleo, procedimiento de presión que es
conocido por los expertos en la materia. La aplicación del calor y
la presión, generalmente empleando una prensa hidráulica de base
plana de una o más aberturas, equipada con rodillos de
calentamiento/enfriado, que provoca que las resinas fluyan y
adhieran todas las capas del laminado para formar un producto fuerte
y único. Opcionalmente, se le puede dar a la superficie decorativa
del laminado una estructura de grano mediante la utilización de al
menos una plancha de presión con una textura superficial de grano
de madera, donde la presión aplicada estampa en relieve la
superficie de chapa de madera decorativa del laminado.
El laminado completo, después de recortar los
bordes y enarenar la parte trasera, puede ser entonces adherido,
usando un adhesivo adecuado, a un sustrato seleccionado de
materiales como fibra vulcanizada de densidad media, madera
aglomerada, madera contrachapada, tablero de fibra orientada,
tablero de oblea, cemento de fibra mineral o similares, que
comunica fuerza mecánica al laminado decorativo en la forma final de
panel ensamblado. El producto laminado final proporciona el efecto
visual de un producto de madera natural, mientras que al mismo
tiempo ofrece la dureza, resistencia a la humedad, resistencia a las
manchas, resistencia a los impactos y resistencia a la abrasión que
un producto laminado convencional de superficie de resina de
melamina.
El producto laminado finalizado puede ser
reelaborado mediante el calentamiento del laminado y la formación
de al menos una parte del laminado alrededor de un molde de
formación. El producto laminado puede ser así reelaborado sin
provocar la deslaminación del producto o el agrietamiento de la
superficie de chapa de madera.
De acuerdo con lo señalado supra, otra
realización de la presente invención comprende un panel ensamblado
de laminado de superficie de chapa de madera, en el que el laminado
decorativo de superficie de chapa de madera es consecuentemente
adherido a un sustrato, siendo impregnada la chapa de madera natural
u obra de ingeniería, con una resina de melamina de tal forma que
la resina de melamina haya impregnado la hoja de forma
sustancialmente completa, con una capa adicional de resina de
melamina revistiendo la chapa de madera natural u obra de
ingeniería. La chapa de madera puede suponer, por ejemplo, o bien
una chapa de madera natural, tal como roble o haya, o puede suponer
una chapa de madera que sea obra de ingeniería. Preferiblemente, el
producto laminado de chapa de madera, usado para recubrir el panel
ensamblado, es fabricado por el procedimiento descrito
supra.
Consecuentemente, es una característica de las
realizaciones de la presente invención el facilitar un laminado
decorativo de chapa de madera y un método de fabricación del mismo,
que produce un producto con la apariencia de un producto de madera
natural, pero con la dureza, resistencia a la humedad, resistencia a
las manchas, resistencia a los impactos, y resistencia a la
abrasión de los productos laminados de superficie de resina de
melamina. Otras características y ventajas de realizaciones de la
presente invención serán evidentes de la siguiente descripción
detallada, de los dibujos que se acompañan y de las reivindicaciones
adjuntas.
La siguiente descripción detallada de
realizaciones específicas de la presente invención puede ser mejor
comprendida cuando se lee conjuntamente con los siguientes dibujos,
en los que se indica dicha estructura con números de referencia en
los que:
La Figura 1 es una visión en sección transversal
de una realización del laminado de superficie de chapa de madera de
la presente invención;
La Figura 2 es una visión en sección transversal
de otra realización del laminado de superficie de chapa de madera
de la presente invención;
La Figura 3 es una visión en sección transversal
de otra realización del laminado de superficie de chapa de madera
de la presente invención adherido a un material de substrato,
formando así un panel ensamblado final de la presente
invención;
La Figura 4 es una ilustración esquemática de un
procedimiento de fabricación de una realización del laminado de
superficie de chapa de madera de la presente invención.
Ciñéndonos en principio a la Figura 1, se
muestra una realización del laminado decorativo de superficie de
chapa de madera (8). El laminado comprende un núcleo (12), una hoja
de chapa de madera (14), impregnada con resina, y un revestimiento
de resina curada (16) sobre la chapa de madera. Como se muestra, el
núcleo (12) del laminado está compuesto de una o más capas de hojas
de papel, tal como papel de estraza, impregnado con una resina
líquida termoestable, curable por calor, tal como una resina
fenol-formaldehído o una resina
melamina-formaldehído. El núcleo facilita una base
estructural de reforzamiento al laminado.
Una estructura preferida para la capa del núcleo
es de alrededor de 2-20 hojas de papel de estraza de
un peso básico de 80 - 250 gramos por metro cuadrado (gmc),
impregnado con una resina fenólica, una resina de melamina, o
mezclas de las mismas. Generalmente, la solución acuosa de resina
líquida tendrá un contenido sólido de entre alrededor del 40% a
alrededor del 70% y un contenido de agua de entre alrededor de un
30% a alrededor de un 60%. Como apreciarán los expertos en la
materia, el uso de soluciones de resina acuosa con bajo índice de
sólido de resina, para impregnar el papel del núcleo pueden requerir
el uso de papeles de núcleo con una gran cantidad de un agente de
fortalecimiento húmedo para asegurar una manejabilidad
satisfactoria, sin excesivas rupturas de la red, durante las
operaciones de tratamiento.
En una realización preferente, la resina del
núcleo será la misma resina que se usa para impregnar y penetrar la
hoja de chapa de madera (14). Se ha descubierto que el uso de una
resina común proporciona una estabilidad dimensional adicional al
laminado finalizado. Adicionalmente, la modificación de tal resina,
y, preferentemente, una resina de melanina, con un plastificante
adecuado interno y/o externo tal como acetoguanamina,
dicinaodiamida, orto- y/o parasulfonamida, glicol de dietileno,
glicoles de polietileno, 2-etoxietanol,
2-fenoxietanol, o similares, o combinaciones de los
mismos, mejorará la flexibilidad del laminado terminado, su
resistencia al agrietamiento por tensión, y características de
reelaboración, como se sabe por los expertos en la materia.
La hoja de chapa de madera (14) comprende o bien
una chapa de madera natural como, por ejemplo, madera de roble o de
haya, o una chapa de madera obra de ingeniería. Por ejemplo, la hoja
puede ser fabricada de acuerdo con el proceso enseñado por Senzani
en la patente estadounidense 5.145.537. Otras chapas de madera obra
de ingeniería pueden ser también utilizadas.
La hoja (14) ha sido preferentemente saturada
con una resina de melanina líquida, curable por calor, que ha sido
también modificada para incrementar su capacidad de penetración en
la hoja de chapa de madera, y de impregnarla de manera uniforme.
Una composición de resina de melanina líquida es un producto de
reacción acuosa que comprende melanina, formaldehido (como solución
de formalina acuosa), y opcionalmente otros compuestos reactivos
amino - funcionales, tal como los plastificantes internos de
acetoguanamina, orto- y/o paratoluenosulfonamida, y/o
dicianodiamida mencionados supra, y/o un moderador de
reacción básica de amina de hidróxido o terciaria. Los
modificadores post - reacción de la resina incluyen preferentemente
la adición de un catalizador latente, como una amina bloqueada o
una sal de ácido carboxílico, por ejemplo, dietiletanolamina o ácido
acético, para ajustar el índice final de curación de la resina, un
surfactante y un alcohol de alta ebullición o un plastificante
externo de glicol, por ejemplo glicol de dietileno o
2-fenoxietanol, como se mencionó supra, que,
además de plastificar la resina curada, también sirven como agentes
de humidificación, y favorecen la penetrabilidad de la resina
líquida.
La capa de resina curada (16) está también
formada preferiblemente mediante el uso de una resina de melamina
modificada líquida, curable por calor, tal como la descrita
supra. Alternativamente, en lugar de preparar la resina
básica fenólica o de melamina, tales resinas están disponibles en el
mercado de un número de fabricantes que incluyen Hexion Specialty
Chemicals, Inc., Dynea International Oy, y
Georgia-Pacific Chemicals LLC. La capa (16) puede
también incluir sutiles partículas de óxido de malla, tal como, por
ejemplo, óxido de aluminio. Tales partículas, generalmente, tienen
diámetros medios del intervalo de alrededor de 3 a alrededor de 50
micrones. El compuesto de resina de revestimiento puede ser
preparado mediante la mezcla, con agitado continuo, del polvo de
alúmina en la solución de resina de melamina líquida catalizada y
modificada de otra forma para, en su caso, dispersar las partículas
de alúmina. Adicionalmente, puede ser beneficioso el incorporar en
la resina un agente de engrosamiento, tal como el alginato de
sodio, la celulosa de carboximetilo, o similares, para ayudar a la
suspensión de la dispersión de la alúmina.
Una ulterior realización preferente de la
presente invención se ilustra en la Figura 2, donde se muestra otro
laminado decorativo de superficie de chapa de madera (8). El
laminado comprende una hoja de chapa de madera (14) impregnada de
una resina curable por calor, y un revestimiento (16) de resina
curada sobre la chapa de madera. El laminado de superficie de chapa
de madera comprende además una o más capas de papel de núcleo
impregnado de resina curable por calor (12). Adicionalmente, puede
usarse, de forma beneficiosa, una hoja de barrera impregnada de
resina curable por calor (10). Las chapas de madera son, en sí
mismas, bastante delgadas, como se describe supra, y, en
consecuencia, no son completamente opacas, lo que se ve
ulteriormente exacerbado por la densidad variable de su estructura
de grano de madera. Como tal, el color de la capa de papel del
núcleo adyacente a la chapa puede influenciar el color de fondo que
se percibe del propio grano de madera de la chapa. Este efecto de
"transparencia" resulta particularmente obvio con una chapa de
color claro, tal como madera de haya o de obeche, y el papel de
estraza impregnado de resina fenólica convencional, una vez
presionado y curado, es, generalmente, de un color marrón medio a
oscuro.
Una hoja de barrera óptica impregnada de resina
curable por calor, pigmentada y/o teñida (10), con el color
deseado, puede, en consecuencia, estar posicionada entre la parte
posterior de la hoja de chapa de madera y las hojas del núcleo para
ajustar y controlar el color visualmente percibido de la chapa. Es
preferible impregnar tal papel de barrera con una resina
termoestable, relativamente incolora y transparente, tal como una
resina de melamina, para minimizar la interferencia del color. El
papel básico de barrera puede ser papel de estraza natural, papel
de estraza blanqueado, ligeramente coloreado, o papel de celulosa
alfa, más refinado e incoloro.
Otra realización preferente de la presente
invención es usar, selectivamente, papeles de núcleo pigmentados
y/o teñidos (12), preferentemente en conjunción con una resina de
melamina esencialmente incolora, no interpuesta, en lugar de papel
de núcleo de estraza natural, impregnado de resina convencional, y,
en particular, de resina fenólica. Tales papeles básicos de núcleo
alternativos pueden ser papel de estraza natural, papel de estraza
blanqueado, ligeramente coloreado, o papel de celulosa alfa, más
refinado e incoloro, o combinaciones de los mismos. La chapa de
barrera delgada (y, opcionalmente, una hoja de barrera) comprenderá,
generalmente, sólo alrededor del 20 al 30% del grosor total del
laminado presionado, siendo el resto el núcleo subyacente. En
particular, cuando el laminado terminado de superficie de chapa de
madera ha sido adherido a un sustrato, y el borde del laminado ha
sido tratado con máquinas por enrutamiento u otros medios adecuados,
puede ser bastante evidente y estéticamente objetable una gran
disparidad de color entre la superficie de chapa del borde laminado
y las partes del núcleo. En consecuencia, un núcleo de color
coordinado o color "a juego" puede ser usado de forma
beneficiosa para conseguir una apariencia de borde de "color
translúcido", y la percepción de una chapa de madera sólida,
gruesa, más que un laminado de chapa de madera delgada. Como tal,
dicha apariencia de borde resultante puede ser más natural y
placentera al simular un producto de madera real.
Tales hojas de papel coloreado de núcleo pueden
ser usadas en conjunción con una hoja de barrera de diferente color
adyacente a la chapa de madera, o si una capa intermedia de barrera.
La barrera coloreada, tratada con resina y las hojas del núcleo
pueden ser obtenidas por el uso de un papel pigmentado y/o teñido en
conjunción con unos papeles de base de resina clara, o, a la
inversa, no pigmentados, y pueden ser impregnados con una resina
pigmentada y/o teñida, o una combinación de los mismos.
La figura 3 ilustra una realización preferida
del laminado decorativo de superficie de chapa de madera (8) de la
presente invención, en el que dicho laminado ha sido pegado por
medio de un adhesivo adecuado (15) a un material de sustrato (17),
formando así un panel ensamblado adherido (19). Los adhesivos
adecuados (15), generalmente extendidos con brocha, extendidos con
rodillo o pulverizados sobre la parte posterior enarenada del
laminado decorativo (8) y/o la superficie opuesta del sustrato,
incluyen adhesivos de contacto basados en el neopreno, acetato de
polivinilo, catalizado o no (APVc), adhesivos de presión fría o
caliente, o adhesivos termoestables tal y como formaldehido de urea
o adhesivos de resorcinolhexametilenotetraamina fenólica,
dependiendo de la utilización del panel por el usuario final. Los
materiales de sustrato preferidos (17) incluyen (45) madera
aglomerada por pies cúbicos o libras, fibra vulcanizada de densidad
media (FVDM) o fibra vulcanizada de cemento, dependiendo de nuevo
de los requisitos para la puesta en práctica por el usuario final
del panel ensamblado. Otros tipos de sustratos, por ejemplo madera
aglomerada ignífuga, aluminio, acero, fibra de poliéster reforzada
(FPR), y materiales de hoja de panal, pueden ser también usados para
aplicaciones más especializadas.
La Figura 4 ilustra una realización del método
de producción del laminado de superficie de chapa de madera de la
presente invención. Aunque lo mostrado es un proceso sustancialmente
continuo, también es posible que los componentes individuales en el
laminado puedan ser preparados de forma independiente en el tiempo,
e incluso en ubicaciones independientes, con carácter previo a ser
incorporados al producto laminado final. Como se muestra, son
formadas múltiples hojas de núcleo (12) mediante la impregnación de
una continua red de papel de estraza u otro papel seleccionado
(20), como se describe supra, con una resina líquida (12), en
un puesto de tratamiento (22), seguida de un secado, al menos
parcial, en un horno (24), que es, generalmente, un horno calentado
con aire caliente recirculado. La red de papel impregnado y
parcialmente secado es, entonces, cortada según la medida
correspondiente, y las hojas del núcleo (12) apiladas en su posición
(26).
Los papeles de núcleo variarán, generalmente, en
un peso básico de alrededor de 80 hasta alrededor de 250 gramos por
metro cuadrado (gmc), o desde entre alrededor de 50 hasta alrededor
de 150 libras por 3000 pies cuadrados (resma) y son tratadas
normalmente, esto es, impregnadas y secadas parcialmente, a un
contenido de resina de entre alrededor de 25% a hasta alrededor del
45% con un contenido volátil residual de entre alrededor del 4%
hasta alrededor del 10%. El término "contenido de resina" se
usará de aquí en adelante con su definición como la diferencia en
peso de una zona dada del papel tratado y el papel inicialmente no
tratado, dividido por el peso del papel tratado y expresado como un
porcentaje. De forma similar, el término "contenido volátil"
se usará de aquí en adelante con su definición como la diferencia en
peso de una zona dada del papel tratado y la misma muestra de papel
tratado después de completar el secado a 165ºC durante 5 minutos,
dividido por el peso del papel tratado y expresado como un
porcentaje. Como una realización preferida de la presente
invención, un papel de núcleo pigmentado Mead/Westvaco de 158 gmc
(97 libras por resma), con un contenido de humedad de alrededor del
2% y un contenido de ceniza de alrededor del 25%, es tratado hasta
alrededor de un 40% de contenido de resina y un 5% de contenido
volátil para su subsiguiente uso como las capas del núcleo (12) en
el laminado decorativo de chapa de madera de la presente
invención.
Generalmente, el laminado decorativo de la
presente invención se suministra en forma de una hoja con unas
dimensiones predeterminadas según se desee. Generalmente, tales
hojas tienen anchuras de entre alrededor de 36 a 72 pulgadas (entre
90 a 185 cm.) y longitudes de entre alrededor de 72 a 144 pulgadas
(alrededor de 185 a 370 cm.), de conformidad con la medida de las
planchas de presión en uso y limitadas solamente por la medida de
las planchas de presión de calentamiento/enfriamiento. Las hojas del
núcleo (12) tienen una medida idónea para adaptarse a las
dimensiones de la chapa al formar el producto laminado final de
medida predeterminada.
Refiriéndonos de nuevo a la Figura 4, las hojas
de chapa de madera (14) se suministran en forma apilada e
individualmente alimentadas a una primera fase de revestimiento
(30). Las hojas pueden ser de un producto de chapa de madera
natural u obra de ingeniería. Generalmente, tales hojas se
suministran con un peso básico de entre alrededor de 250 a
alrededor de 350 gramos por metro cuadrado (alrededor de 0.05 a 0.07
libras por pie cuadrado) y un grosor de entre alrededor de 0.45 a
alrededor de 0.60 mm (entre 0.018 a alrededor de 0.024 pulgadas).
Como se discutió supra, las medidas de las hojas de chapa
pueden variar, en su anchura y longitud global, según se desee.
La posición de revestimiento (30) incluye
preferentemente portadores de entrada y salida y dos rollos de
aplicación (34 y 36), cada uno de los cuales está provisto de un
rollo de ajuste de posición ajustable y presión variable (34' y
36'), respectivamente, para introducir la resina líquida en los
rollos de aplicación y, en consecuencia, controlar el índice de
aplicación de la resina. Un rollo de aplicación (34) está
posicionado para aplicar resina líquida sobre la superficie
superior de la hoja de chapa de madera, y el otro rollo de
aplicación (36) se posiciona para aplicar resina líquida a la
superficie inferior de la hoja de chapa de madera. En la posición
de de revestimiento (30), se suministra una primera resina líquida,
curable por calor, a los dos rollos de aplicación de fuentes de
resina independientes (32 y 32'). Alternativamente, puede ser usada
una fuente única de resina que incluye líneas de suministro
independientes para cada rollo de aplicación. En una realización,
los rollos de aplicación comprenden rollos de acero inoxidable con
superficie de espuma de poliuretano, y los rollos de ajuste
comprenden rollos de acero inoxidable, plateados en cromo, nudosos.
En el mercado existen revestidores de doble rollo, que se pueden
modificar según se requiera, para aplicar la primera aplicación de
solución de resina líquida curable de la presente invención, como se
prescribe. La hoja de chapa de madera pasa entre el roce de los
rollos de aplicación (34 y 36), mientras que la resina es aplicada,
de forma simultánea, tanto a su superficie superior como
inferior.
Los rollos de aplicación superior e inferior en
la fase de revestimiento (30) aplican la primera solución de resina
simultáneamente a ambas caras de la hoja de chapa de madera en unas
proporciones aproximadamente iguales, con una cantidad total de
deposición de resina líquida de entre 25% a alrededor de 30% en
relación al peso de la hoja de chapa, previamente a su secado
parcial opcional. Los expertos en la materia se percatarán de que,
depositada en el interior la correspondiente cantidad de sólido de
resina, y con un tiempo de penetración sustancialmente suficiente,
la hoja de chapa de madera se relacionará con el contenido sólido de
la resina, y, respectivamente, con las características de
penetración de una solución particular de resina y con la variedad
de chapa de madera.
El índice de absorción de resina será afectado
por variables tales como el peso molecular de la resina y la
densidad de la madera. La cantidad total de deposición de resina
líquida, y, en consecuencia, sólida, puede ser ajustada manualmente
mediante la variación de la distancia del rollo de ajuste respecto
al rollo aplicador, o su presión sobre el mismo. Otros métodos de
aplicación pueden ser usados con efectividad. La primera
consideración en la primera fase de revestimiento en el proceso es
la de obtener una impregnación esencialmente completa de la hoja de
chapa de madera con una cantidad predeterminada de sólidos de
resina, preferiblemente entre alrededor de un 12% a un 15% del peso
de la chapa de madera.
En una realización preferente de la presente
invención, la primera resina líquida curable por calor comprende
una resina melamina - formaldehído que ha sido modificada de tal
forma que penetrará, de forma sustancialmente completa, e
impregnará el grosor de la hoja de chapa. Tal solución de resina
acuosa de melamina incluye melamina, formaldehido, otros compuestos
amino reactivos - opcionalmente - como plastificantes internos, un
inhibidor básico de reacciones, plastificantes hidróxilo -
funcionales u otros plastificantes externos y agentes
humidificadores - opcionalmente -, surfactantes y un catalizador de
curado, como se describió supra. No deseando estar limitados
por ninguna teoría en particular, se cree que la resina líquida
penetra sustancialmente el volumen completo de la hoja de chapa de
madera por un mecanismo de acción capilar.
Después de que la hoja de chapa de madera (14)
ha pasado entre los rollos aplicadores (34 y 36) y se le ha
aplicado suficiente resina líquida en ambas superficies, la hoja es
retenida o transferida fuera de línea durante un período de tiempo
suficiente para que la resina penetre la hoja de forma
sustancialmente completa. Un sistema secundario de transporte y
apilado (no mostrado) puede ser usado para transportar las hojas
tratadas a un área de retención, y entonces volverlas a transferir
al sistema de transporte principal para su procesamiento ulterior.
Generalmente, la penetración de resina se completa en alrededor de
20 - 40 minutos. Opcionalmente, una vez que la impregnación está
completa, las hojas pueden estar subsiguientemente sujetas a una
operación intermedia de secado (no mostrada) para eliminar el
exceso de agua de dichas hojas.
Después de la impregnación con la primera
resina, la hoja de chapa de madera (14) es transportada a una
segunda posición de revestimiento (40) donde se aplica una segunda
resina líquida curable por calor a la superficie superior de la
hoja. La posición de revestimiento incluye, de nuevo, portadores de
entrada y salida y un rollo de aplicación (42), con una posición
ajustable, un rollo ajustador de presión variable (42') y está
dotado de una fuente (44) de la segunda solución de resina. En una
realización, el rollo de aplicación es un rollo de acero inoxidable
con superficie de espuma de poliuretano, y el rollo de ajuste es un
rollo de acero inoxidable, plateado en cromo, nudoso. Durante esta
segunda fase del proceso, de revestimiento superior, entre alrededor
del 8% a alrededor del 15% del peso de resina líquida basada en el
peso de la hoja de chapa de madera inicialmente no tratada, se
aplica a la superficie de la hoja de chapa impregnada,
correspondiente a un peso de revestimiento seco de alrededor del 4%
a alrededor de un 8% de sólidos de resina.
En una realización preferente de la presente
invención, la segunda solución de resina de melamina acuosa líquida,
curable por calor, incluye melamina, formaldehído, otros compuestos
de aminos reactivos como plastificantes internos - opcionalmente -,
un inhibidor básico de reacciones, plastificantes hidroxilo
funcionales u otros plastificantes externos y agentes
humidificadores - opcionalmente -, surfactantes y un catalizador de
curado, como se describe supra. La solución de resina de
revestimiento puede incluir también partículas de óxidos, que
intensifican la resistencia al desfiguramiento, la resistencia a la
rayadura y la resistencia a la abrasión del revestimiento a la
superficie de la chapa. Los plastificantes incorporados a la
formulación de la resina mejoran la dureza y la resistencia al
impacto de dicho revestimiento, mientras que la resistencia mejorada
a la humedad y la resistencia a las manchas son inherentes a las
resinas basadas en la melamina comparadas con los revestimientos de
chapa de poliéster de acrilato de uretano del estado de la
técnica.
Después de que el revestimiento de la segunda
resina se aplica a la hoja de chapa de madera, la hoja se pasa
entonces por un horno de secado (46) para eliminar el exceso de
agua, y, finalmente, la hoja de chapa de madera impregnada y
revestida con resina (14) es amontonada con carácter previo a su
uso. Preferentemente, la chapa tratada con resina es parcialmente
secada hasta alcanzar un contenido volátil (de humedad) de entre un
4% a un 7%. En una realización, el horno de secado es un horno
infrarrojos que incluye una cinta transportadora al vacío con
objeto de mantener lisa la hoja e impedir el encrespamiento durante
el secado.
Después del secado, la hoja de chapa de madera
impregnada y revestida de resina (14) se combina una o más hojas
del núcleo (12), con los componentes laminados cotejados y
superpuestos, posicionados entre planchas de presión (50 y 52) en
la posición de aumento de presión (48), preparatoria a la presión.
El conjunto de elementos de presión formado así, consistente de las
planchas de presión y los componentes laminados emparedados entre
las mismas, es, subsecuentemente, insertado en una prensa hidráulica
de base plana (60) entre rodillos de calentamiento/enfriamiento (62
y 64), donde, bajo suficiente presión y calor, las resinas en las
capas laminadas individuales fluyen, curan y adhieren
conjuntamente, formando el laminado decorativo con superficie de
chapa de madera finalizado, consolidado y unitario (8) de acuerdo
con una realización de la presente invención.
Como una realización preferente de la presente
invención, se suministra una plancha de presión (50) con una
textura de superficie de grano de madera en al menos una cara que
mira hacia, y está en contacto con la superficie de la hoja de
chapa de madera revestida (14), de tal forma que estampe en relieve
una estructura de grano en la superficie decorativa del laminado
durante la operación de presión y curado. Alternativamente, puede
usarse una plancha de presión relativamente suave, sin texturizar,
(50) en conjunción con una material de texturizado/liberación
insertado entre la plancha de presión (50) y la hoja de superficie
de chapa de madera revestida (14), previamente a la presión, en el
que el material de texturizado/liberación es, generalmente, una
hoja basada en el papel, revestida en un lado con un diseño de grano
de madera texturizado y comprendiendo un compuesto de polímero
curado, no fluido. La hoja de texturizado/liberación es usada así
para estampar en relieve una estructura de grano en la superficie
decorativa del laminado durante la operación de presión y curado y
es, subsiguientemente, desprendida de la superficie del laminado
presionado después de terminar con la presión y de la separación de
las planchas de presión. Papeles adecuados de texturizado/liberación
están disponibles en el mercado de un cierto número de fabricantes,
incluyendo S.D. Warren Co. (SAPPI), Westbrook, en Maine (Estados
Unidos) y Wurttemb Kunststoff Plattenwerke GMBH (WKP), en
Unterensingen, Alemania.
Las planchas de presión útiles para la práctica
de realizaciones de la presente invención están, generalmente,
compuestas de una aleación de acero inoxidable martensítico tratable
y endurecible por calor tal como AISI 410, que pueden ser
opcionalmente cromadas para intensificar su resistencia al desgaste
y su capacidad de liberación de la superficie de laminado.
Generalmente se proporciona una textura, como un diseño de grano de
madera, a las superficies de las planchas de presión de acero
inoxidable por medio de un proceso de aguafuerte. Los expertos en
la materia se percatarán que pueden ser usados otros tipos de
planchas de presión, y, en particular, planchas de presión
texturizadas, incluyendo planchas de presión compuestas de
aleaciones de aluminio templadas, aleaciones de aluminio templadas
anodizadas, y planchas de laminado de compuesto de papel de
estraza/de resina fenólica, comúnmente conocidos como "planchas
de redaño", donde al menos las últimas son usadas generalmente
en conjunción con medios de liberación de
texturizado/liberación.
Un ciclo típico de presión supondría,
secuencialmente, la presurización de la prensa (y sus elementos de
presión) hasta una presión específica de alrededor de entre 70
kg/cm^{2} a 100 kg/cm^{2} (1000 psig a 1400 psig), calentando
los elementos de presión alrededor de 20 minutos hasta una
temperatura superior de curado de alrededor de entre 128ºC a 136ºC
(262ºF a 277ºF), manteniendo la temperatura de curado
predeterminado durante alrededor de 10 a 30 minutos adicionales, y
preferentemente alrededor de 20 minutos a alrededor de 132ºC, y
enfriando entonces los elementos de presión durante alrededor de 20
minutos a alrededor de 70ºC o menos antes de despresurizar y abrir
la prensa para descargar el equipo de presión que contiene el
producto laminado de la presente invención. A dicho laminado
presionado, subsiguientemente, se le recortan los bordes hasta
alcanzar las dimensiones finales deseadas y se enarena de nueva
hasta alcanzar el grosor final deseado.
Los expertos en la materia comprenderán que la
temperatura y el tiempo óptimos de ciclo de presión dependen de la
cinética de índice de curado de las resinas utilizadas, de tal forma
que el producto laminado presionado finalizado cumple con ciertas
normas mínimas de propiedades físicas que supongan un curado del
núcleo y una superficie del laminado aceptables en el mercado, y
una integridad de adherencia entre laminados, para un producto de
grado HGP de reelaboración horizontal. Estas normas de realización
son definidas por la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos
(ANFE) es su Publicación de Normas LD 3-2005
(aprobadas por el Instituto Nacional Estadounidense de
Normalización [INEN]), y que incluyen resistencia a agua hirviendo
(LD 3-3.5), resistencia a alta temperatura (LD
3-3.6), resistencia a calor de radiación (LD
3-3.10) y resistencia a ampollas (LD
3-3.15), aparte de aquellas propiedades en las que
la presente invención muestra un perfeccionamiento sustancial sobre
productos laminados de superficie de chapa de madera en el estado de
la técnica, incluyendo resistencia a rasguños (LD
3-3.7), resistencia a impactos (LD
3-3.8), resistencia al desgaste (abrasión) (LD
3-3.13), posibilidad de reelaboración (LD
3-3.14).
Se hace notar que términos como
"preferentemente" y "generalmente" no se utilizan aquí
para limitar el alcance de la invención reivindicada o para
implicar que ciertas características son determinantes, esenciales o
incluso importantes para la estructura o función de la invención
reivindicada. Más bien estos términos están meramente destinados a
subrayar características alternativas o adicionales que pueden ser o
no utilizadas en una realización particular de la presente
invención.
A los fines de describir y definir la presente
invención, se hace notar que el término "sustancialmente" se
utiliza aquí para representar el grado inherente de incertidumbre
que puede ser atribuida a cualquier comparación cuantitativa,
valor, medida u otra representación. El término
"sustancialmente" también se utilizada aquí para representar
el grado en el cual una representación cuantitativa puede variar
desde una referencia dada sin resultar en un cambio en la función
básica de la materia en cuestión.
Habiendo descrito la invención en detalle y por
referencia a realizaciones específicas de la misma, será evidente
que son posibles modificaciones y variaciones sin salir del ámbito
de la invención definido en las reivindicaciones adjuntas. Más
específicamente, aunque algunos aspectos de la presente invención se
identifican aquí como preferentes o particularmente ventajosos, la
presente invención no se limita necesariamente a estos aspectos
preferentes de la misma.
Claims (24)
1. Un método de fabricación de un laminado de
superficie de chapa de madera (8) que comprende,
Proporcionar una hoja de chapa de madera natural
u obra de ingeniería (14);
Impregnar dicha hoja con una primera resina
líquida curable de tal forma que dicha resina líquida penetre, de
forma sustancialmente completa, dicha hoja;
Bañar una superficie de dicha hoja con una
segunda resina líquida curable (16);
Laminar dicha hoja hasta un elemento central
(12) para formar un laminado de superficie de chapa de madera
natural u obra de ingeniería; y curar dichas primera y segunda
resinas,
En el que la segunda resina líquida curable se
aplica a la superficie superior de dicha hoja.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el dicha primera resina líquida curable comprende melamina,
formaldehído, agua, una base, un catalizador de curado, y al menos
un plastificante o surfactante.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2
en el que dicha primera resina líquida curable se aplica tanto en
la superficie superior como la inferior de dicha hoja.
4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1
en el que se deja a dicha primera resina líquida curable impregnar
dicha hoja durante aproximadamente 10 a 60 minutos para penetrar, de
forma sustancialmente completa, dicha hoja.
5. Un método de acuerdo con la reivindicación 1
que incluye además el secado de dicha primera resina líquida
curable con carácter previo a bañar dicha hoja con dicha segunda
resina líquida curable.
6. Un método de acuerdo con la reivindicación 1
en el que dicha segunda resina líquida curable comprende una resina
melamina - formaldehído.
7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6
en el que dicha segunda resina líquida curable incluye partículas
de óxido.
8. Un método de acuerdo con la reivindicación 1
en el que dicho núcleo comprende una o más hojas de papel
impregnado de resina.
9. Un método de acuerdo con la reivindicación 8
en el que dicha resina comprende una resina de melamina.
10. Un método de acuerdo con la reivindicación 1
que incluye la reelaboración de dicho laminado de chapa de madera
natural u obra de ingeniería mediante el calentamiento de dicho
laminado y la formación de, al menos, una parte de dicho laminado
alrededor de un molde de formación.
11. Un método de acuerdo con la reivindicación 1
que incluye la adherencia de dicho laminado con superficie de chapa
de madera a un sustrato para formar un panel ensamblado
laminado.
12. Un método de acuerdo con la reivindicación 1
comprendiendo además la inserción de una hoja de barrera impregnada
con una tercera resina líquida curable entre dicha hoja de madera
natural u obra de ingeniería y dicho núcleo.
13. Un método de acuerdo con la reivindicación
12 en el que dicha tercera resina líquida curable comprende una
resina transparente y sustancialmente incolora.
14. Un método de acuerdo con la reivindicación
13 en el que dicha tercera resina curable comprende una resina de
melamina.
15. Un laminado de superficie de chapa de madera
(8) que comprende un núcleo (12), y una hoja de chapa de madera
natural u obra de ingeniería (14) laminada hasta dicho núcleo,
estando dicha chapa de madera natural u obra de ingeniería
impregnada, de forma sustancialmente completa, con una primera
resina curada, y con un segundo revestimiento de resina curada (16)
sobre la superficie superior de dicha chapa de madera natural u obra
de
ingeniería.
ingeniería.
16. Un laminado de superficie de chapa de madera
de acuerdo con la reivindicación 15 en el que dicha primera resina
comprende una resina de melamina.
17. Un laminado de superficie de chapa de madera
de acuerdo con la reivindicación 15 en el que dicha segunda resina
comprende una resina de melamina.
18. Un laminado de superficie de chapa de madera
de acuerdo con la reivindicación 15 en el que dicho núcleo
comprende una o más hojas de papel impregnado de resina.
19. Un laminado de superficie de chapa de madera
de acuerdo con la reivindicación 15 que comprende ulteriormente una
hoja de barrera impregnada con una tercera resina curada entre dicha
hoja de chapa de madera natural u obra de ingeniería y dicho
núcleo.
20. Un laminado de superficie de chapa de madera
de acuerdo con la reivindicación 19 en el que dicha hoja de barrera
comprende un papel pigmentado o teñido.
21. Un laminado de superficie de chapa de madera
de acuerdo con la reivindicación 19 en el que dicha tercera resina
curada comprende una resina transparente y sustancialmente
incolora.
22. Un laminado de superficie de chapa de madera
de acuerdo con la reivindicación 21 en el que dicha tercera resina
curada comprende una resina de melamina.
23. Un laminado de superficie de chapa de madera
de acuerdo con la reivindicación 15 en el que dicha superficie de
concha de madera curada tiene en sí misma una textura de grano de
madera estampada en relieve.
24. El laminado de superficie de chapa de madera
de acuerdo con la reivindicación 15 adherido a un sustrato para
formar un panel ensamblado.
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