RO121325B1

RO121325B1 - Procedeu pentru fabricarea în presă a unui substrat compozit cu polimer

Info

Publication number: RO121325B1
Application number: ROA200100494A
Authority: RO
Inventors: Frank Chen; Greg Muselman; W. Idol Travis; H. Nowak David
Original assignee: Lilly Industries, Inc.
Priority date: 1998-11-06
Filing date: 1999-11-04
Publication date: 2007-03-30
Also published as: ATE289919T1; EP1568489B1; CA2349233A1; CN1191160C; US20110139359A1; ES2238859T3; KR20010080397A; KR100637549B1; DE69935266T2; CN1332674A; EP1152897B1; CA2349233C; BR9915033A; TW562743B; EP1152897A1; TR200101229T2; AU752402B2; US6165308A; AU1605900A; MY128927A

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu pentru fabricarea în presă a unui substrat compozit acoperit cu polimer utilizat ca mateial compozit pentru construcţii. Procedeul, conform invenţiei, constă din aplicarea unei pelicule dintr-o compoziţie destrat de grunduire cuprinzând un polimer termoplastic sau un polimer termorigid, pe suprafaţa unui suport compresibil, formulată astfel încât să formeze o masă de bază din polimer reticulat chimic atunci când este aplicată pe suprafaţa suportului compresibil ?i înainte de încălzireasuportului, urmează presarea într-o presă ?i demularea substratului compozit acoperit cu polimer din presă.

Description

Invenția se referă la un procedeu pentru fabricarea în presă a unui substrat compozit acoperit cu polimer utilizat ca materiale compozite pentru construcții.

Mai precis, această invenție este direcționată către o metodă rentabilă pentru fabricarea de substraturi compozite presate acoperite, la care acoperirea este formată ca un component de grunduire fără formaldehidă al substratului compozit, într-o presă.

Cererile industriei construcțiilor pentru materiale de construcție multifuncționale, cu cost redus, au condus la folosirea pe scară largă a substraturilor compozite, formate în general prin presarea și încălzirea unui suport din particule și/sau fibre combinate cu un liant din rășină și ceară. în timp ce majoritatea componentelor comune din fibre/particule pentru asemenea compozite sunt celulozice, cum ar fi particule din lemn, fibre, fulgi sau așchii, a existat și o cercetare semnificativă, direcționată către utilizarea fibrelor/particulelor din alte surse, cum arfi sticlă, polimeri sintetici, carbon și ingrediente anorganice, cum arfi talc, alumină, silice, carbonat de calciu și materiale de cimentare cum ar fi cenușă zburătoare și ciment Portland. Cele mai comune substraturi compozite pentru utilizarea în construcții în ziua de azi sunt acelea formate din particule, fibre, așchii, fulgi sau alte fragmente de lemn pentru producerea de plăci dure, plăci fibrolemnoase de medie densitate, plăci cu fibre orientate, plăci aglomerate, placaj și compozite din hârtie acoperită. Asemenea compozite sunt de obicei fabricate dintr-un amestec de particule, fibre, fulgi sau așchii de lemn cu un liant, de obicei o rășină termorigidă. Amestecul este format într-un suport, în condiții de procedeu umed-uscat sau uscat, și apoi presat la căldură și presiune într-un substrat compozit dens, tipic sub formă de foi. La anumite aplicații, cum ar fi la fabricarea învelișurilor pentru uși, suportul este matrițat într-o formă dorită și/sau prevăzut cu o suprafață texturată sau netedă, în timpul procedeului de presare termică. în procedee de fabricare înrudite, hârtia este lipită de suprafața suportului, în presă. Fabricarea de substraturi compozite dense, presate, pentru utilizarea în industria construcțiilor, este binecunoscută în domeniu. A se vedea de exemplu, brevetele US 3164511, 3391223, 3940230 și 4241133.

Un aspect important al substraturilor compozite destinate utilizării în industria construcțiilor este calitatea și natura suprafeței substratului. Multe substraturi compozite suntfolosite în aplicații care necesită ca suprafața substratului să fie adecvată pentru a primi acoperiri de finisare. Astfel, este de dorit ca suprafața substratului să fie dură, și substanțial lipsită de crăpături, goluri și porozitate. Un efort considerabil s-a depus în direcția dezvoltării și fabricării tehnicilor de fabricare pentru obținerea și asigurarea de suprafețe gata de finisat, de calitate înaltă, pe substraturi compozite. Astfel, de exemplu, la învelișurile căptușelilor de ușă finisate, sau la muchiile exterioare ale plăcilor dure, se presează un suport care cuprinde pulpă lemnoasă, liant din rășină și aditivi, într-o presă între plăci de metal încălzite (plăci de contact) la o temperatură de aproximativ 149°C până la aproximativ 254°C (300’F până la aproximativ 490°F), la o presiune de aproximativ 3448MPa până la aproximativ 10343MPa (500 până la aproximativ 1500 psi), timp de aproximativ 20 s până la aproximativ 2 min. Liantul din rășină este de obicei o rășină termorigidă cum ar fi rășini ureice/formaldehidice, rășini fenolice/formaldehidice, rășini melaminice/formaldehidice, rășini acrilice, poliizocianați sau rășini uretanice. Suportul este de obicei tratat cu un strat de ermetizare de presare preliminară, pentru a asigura demularea din plăcile de contact calde ale presei și astfel să optimizeze netezimea suprafeței și să minimizeze depunerile de pe plăcile de contact ale presei (plăcile metalice). După ce suportul este presat, de obicei până la o grosime de oprire predeterminată, placa rezultată este prelucrată suplimentar îintr-o serie de etape, incluzând reumidificare, dimensionare, stivuire și transport până la o linie de grunduire pentru aplicarea unui grund și întărirea ulterioară a compoziției de grunduire aplicată. La asemenea tehnici curente de fabricare, sunt implicate costuri semnificative cu munca și transportul substraturilor din plăci compozite de la presă la stațiile de grunduire și întărire. Mai mult, cu etapa necesară de reîncălzire și întărire a plăcilor compozite grunduite sunt asociate costuri semnificative de capital și combustibili.

RO 121325 Β1

Ca răspuns la nevoile clienților pentru costuri reduse și calitate îmbunătățită a mate- 1 rialelor de construcții de tip substraturi compozite, fabricanții de asemenea materiale au investit în eforturi semnificative de cercetare-dezvoltare pentru a îmbunătăți fabricarea sub- 3 straturilor compozite. Un obiectiv al acestor eforturi a fost să se dezvolte un procedeu de fabricare pentru substraturi compozite, în particular acelea formate din particule și fibre din 5 lemn, la care compozitul este format cu o suprafață grunduită/acoperită cu polimer în presă, eliminându-se astfel etapele ulterioare ale aplicării de grund și întăririi, care sunt standard 7 în operațiile curente de fabricare a compozitelor lemnoase. Un asemenea procedeu este descris în brevetul US 5635248, în care un latex din polimer este aplicat ca o spumă pe 9 suprafața suportului, spuma este uscată sub forma unui strat întărit care este apoi zdrobit și fixat în timpul presării suportului într-un substrat reconsolidat acoperit. Deși despre această 11 metodologie se spune că produce o placă compozită grunduită direct din presă, metoda necesită o etapă suplimentară de spumare a latexului, și necesită o etapă suplimentară, 13 consumatoare de timp și costisitoare, pentru încălzire, similară cu procedeele curente de fabricare. 15

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în stabilirea condițiilor tehnice adecvate pentru obținerea substraturilor compozite direct din presă. 17

Procedeul pentru fabricarea în presă a unui substrat compozit acoperit cu polimer, conform invenției, elimină dezavantajele menționate prin aceea că acesta cuprinde etapele 19 de:

- aplicare a unei pelicule dintr-o compoziție de strat de grunduire pe suprafața unui 21 suport compresibil care cuprinde fibre sau particule și un liant din rășină, compoziția de strat de grunduire cuprinzând un polimer termoplastic sau un polimer termorigid și formulată 23 pentru a forma o masă de bază din polimer reticuiat chimic atunci când este aplicată pe suprafața suportului compresibil și înainte de încălzirea suportului; 25

- presare a suportului și a masei de bază de polimer reticuiat chimic între suprafețe metalice încălzite într-o presă pentru a forma substratul compozit acoperit cu polimer; și 27

- demulare a substratului compozit acoperit cu polimer, din presă, în care masa de bază de polimer de pe suprafața suportului compresibil cuprinde un polimer reticuiat ionic 29 sau covalent.

într-o variantă de realizare procedeu pentru fabricarea în presă a unui substrat corn- 31 pozit acoperit cu polimer, conform invenției cuprinde etapele de aplicare a unei compoziții de strat de grunduire pe suprafața unui suport compresibil, sau pe hârtia care este lipită pe 33 suprafața suportului, compoziția de strat de grunduire cuprinzând un polimer formulat pentru a forma, fără încălzire, o masă din polimer reticuiat chimic atunci când este aplicată pe 35 suprafața suportului sau a hârtiei și presarea suportului și a acoperirii de strat de grunduire din masa de bază din polimer reticuiat în timp ce se încălzește suportul, în care compoziția 37 de strat de grunduire este formulată pentru a forma o masă de bază din polimer reticuiat ionic sau covalent, pe măsură ce este aplicată pe suprafața suportului sau a hârtiei. 39

Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje:

- substraturile compozite grunduite în presă prezintă suprafață netedă, cu porozitate 41 redusă, dură, care prezintă o excelentă etanșare și rezistență la apă și sunt corespunzătoare fără tratamente suplimentare, pentru aplicarea compozițiilor de acoperire de finisare, finale; 43

- substraturi compozite din lemn sunt utilizate în mod obișnuit într-o mare varietate de aplicații în construcții 45

- asigură obținerea rentabilă a hârtiilor acoperite în care substratul compozit este un suport din fibre celulozice, în general mult mai subțire decât acelea utilizate pentru fabricarea 47 plăcilor dure, care au componente opționale din ceară, substanțe de umplere și lianți.

RO 121325 Β1

Prezenta invenție asigură un procedeu de fabricare rentabil pentru fabricarea de substraturi compozite (grunduite) acoperite cu polimer, direct din presă, fără nici o altă etapă suplimentară de prelucrare sau încălzire/uscare a latexului. în conformitate cu o variantă de realizare a acestei invenții, se furnizează un procedeu îmbunătățit pentru fabricarea de substraturi compozite, care au o suprafață de înaltă calitate acoperită cu polimer, direct la ieșirea din presă. Pe suprafața suportului compresibil sau pe hârtia lipită de suportul compresibil se aplică o compoziție de strat de grunduire fără formaldehidă, cu întărire rapidă. Compoziția de strat de grunduire, cu întărire rapidă, prezintă o excelentă menținere pe suprafața suportului în timpul presării ulterioare a suportului, între suprafețele metalice încălzite, într-o presă. Compoziția de strat de grunduire este formulată pentru a forma o masă de bază de polimer reticulat chimic, în momentul aplicării sau pe măsură ce este aplicată pe suprafață. Presarea suportului acoperit în condiții standard de temperatură și presiune ridicate, produce un substrat compozit care are o suprafață netedă cu porozitate redusă, ideală pentru a primi compozițiile de acoperire de finisare. Prezenta invenție permite, de asemenea, fabricarea hârtiei acoperite, la care un strat de fibre este acoperit și presat într-o hârtie acoperită ca parte a procedeului de fabricare a hârtiei.

Compoziția de strat de grunduire cuprinde fie un polimer termorigid fie un polimer termoplastic și este de altfel formulată pentru o rapidă reticulare/formare de gel la aplicarea pe suprafața suportului. într-o variantă de realizare a invenției, compoziția de strat de grunduire este formulată pentru a suferi reticulare ionică la aplicarea pe suportul compresibil, într-o variantă de realizare preferată, compoziția de strat de grunduire cuprinde un latex termoplastic stabilizat anionic care suferă o reacție de reticulare ionică, dependentă de pH, cu formare de gel, pe măsură ce este aplicată pe suprafața suportului. Alternativ, compoziția de strat de grunduire poate fi o compoziție bi-component, în care primul și al doilea component sunt capabili de formare de gel prin reticulare ionică, atunci când sunt aplicați, de exemplu, printr-un pulverizator cu două canale.

în altă variantă de realizare a invenției, o compoziție de strat de acoperire este aplicată peste compoziția de strat de grunduire aplicată, înainte de aplicarea căldurii și presiunii suportului, pentru a forma substratul acoperit cu polimer. într-o variantă de realizare, compoziția de strat de acoperire este o compoziție de latex termorigid, care îmbunătățește proprietățile suprafeței produsului substrat cu compoziție de acoperire din polimer și facilitează demularea compozitului de pe suprafețele metalice încălzite din presă. Stratul de acoperire este, de preferință, o acoperire termorigidă la temperaturi joase, fără formaldehidă, care funcționează atât ca agent de demulare, cât și ca acoperire împotriva urmelor de obiecte metalice.

în altă variantă de realizare a invenției, pe compoziția de strat de grunduire se aplică o compoziție de strat de demulare, care cuprinde un polimer siliconic revopsibil sau un agent tensioactiv, pentru a facilita demularea din presă a substratului compozit acoperit cu polimer.

în altă variantă de realizare a invenției, substratul compozit, acoperit cu polimer al acestei invenții, este preparat printr-un procedeu de transfer de peliculă. în acest procedeu, compoziția de strat de grunduire este aplicată pe o placă de contact încălzită, opțional, peste un prim strat al unui agent de demulare și/sau o compoziție de strat de acoperire din latex termorigid, iar placa de contact metalică încălzită este apoi adusă în contact, sub presiune, cu suportul compresibil pre-tratat opțional cu o compoziție adezivă, pentru a furniza un substrat compozit presat acoperit cu polimer. Procedeul de transfer de peliculă de grunduire poate fi utilizat cu avantaje în particular la fabricarea de substraturi compozite la presele de tip cu bandă continuă.

RO 121325 Β1 în conformitate cu această invenție, se asigură un procedeu îmbunătățit pentru fabri- 1 carea de substraturi compozite acoperite cu polimer, cel mai tipic din acelea formate dintr-un suport compresibil care cuprinde fibre sau particule celulozice, și/sau așchii sau fulgi de 3 lemn. Asemenea substraturi compozite din lemn sunt utilizate în mod obișnuit într-o mare varietate de aplicații în construcții, multe dintre acestea necesitând ca substraturile compo- 5 zite să aibă suprafețe de calitate ridicată, dure, netede, adecvate pentru primirea de compoziții de acoperire, de finisare. Prezenta invenție permite fabricarea rentabilă a unor asemenea 7 substraturi compozite de înaltă calitate. Aceasta asigură, de asemenea, metodologia pentru fabricarea eficace a hârtiilor acoperite, în care substratul compozit este un suport din fibre 9 celulozice, în general mult mai subțire decât acelea utilizate pentru fabricarea plăcilor dure, care au componente opționale din ceară, substanțe de umplere și lianți. 11

Suportul compresibil din care este format substratul este acoperit mai întâi cu o compoziție de strat de grunduire cu întărire rapidă, care permite producerea unui substrat corn- 13 pozit de înaltă calitate acoperit cu polimer, direct din presă. Suportul poate fi acoperit opțional cu o foaie de hârtie de obicei lipită de suprafața suportului și apoi acoperită cu compoziția 15 de grunduire cu întărire rapidă. într-o variantă de realizare, această invenție include etapa aplicării unei acoperiri de grunduire cu întărire rapidă cu o excelentă menținere a acoperirii 17 pe suportul compresibil, prin aplicarea opțională a unei formulări de strat de acoperire termoplastic sau termorigid, peste stratul de grunduire cu întărire rapidă, și presarea suportului cu 19 acoperirea (acoperirile) aplicate, între plăci metalice încălzite (plăci de contact), în condiții standard de căldură și presiune, pentru a produce un substrat compozit acoperit cu polimer, 21 îmbunătățit, al acestei invenții. Plăcile de metal pot fi plate și netede (sau profilate pentru a asigura un model predeterminat al suprafeței produsului compozit sub formă de foi), sau plă- 23 cile pot avea forma unor matrițe complementare care lucrează pentru a presa suportul într-o formă matrițată tri-dimensională, cum ar fi acelea folosite în fabricarea învelișurilor de ușă. 25 Acoperirea de polimer de pe substratul compozit astfel produs, prezintă caracteristici fizice ideale, cum ar fi porozitate redusă, netezime a suprafeței, duritate a suprafeței și flexibilitate 27 - o caracteristică particulară importantă atunci când substratul compozit este matrițat într-o formă predeterminată în timpul presării suportului. Acoperirea substratului compozit prezintă 29 de asemenea proprietăți chimice favorabile, inclusiv excelentă etanșare și rezistență la umiditate și aderență bună la compozițiile de acoperire, de finisare aplicate. 31

Compoziția de strat de grunduire folosită în conformitate cu prezenta invenție, cuprinde tipic un polimer termorigid sau termoplastic dispersabil în apă. Compoziția este for- 33 mulată pentru a forma o masă de bază din polimer reticulat chimic, de exemplu un gel tridimensional care, în momentul aplicării, sau pe măsură ce este aplicată pe suprafața suportu- 35 lui compresibil. Pot fi utilizate oricare dintr-o varietate de latexuri de polimeri, fie compoziții singulare, fie compoziții bi-component, cu condiția ca să fie formulate pentru a asigura o 37 chimie rapidă a fixării, care permite reticularea chimică rapidă a polimerului pe măsură ce este aplicată pe suportul compresibil. 39

Compoziția de strat de grunduire poate fi formulată astfel încât legarea reticulară să aibă loc rapid, prin intermediul legăturii covalente sau ionice, pe măsură ce este aplicată pe 41 strat. Astfel, într-o variantă de realizare a invenției, compoziția de strat de acoperire este formulată pentru a forma o masă de bază polimerică reticulată ionic, atunci când este aplicată 43 pe suprafața suportului compresibil. Asemenea compoziții de acoperire sunt cunoscute în domeniu; cu toate acestea, unica lor aplicare în fabricarea unor substraturi compozite acope- 45 rite cu polimer ca cele descrise aici, este nouă și asigură un avantaj semnificativ în fabricarea substraturilor compozite acoperite cu polimer, în presă. Exemple de compoziții de acoperire 47 formulate pentru întărire rapidă prin intermediul reticulării ionice a componentului polimer

RO 121325 Β1 sunt acelea descrise în cererea internațională PCT/US96/00802, publicată pe 25 iulie 1996 ca publicația internațională WO 96/22338, a cărei dezvăluire este incorporată aici prin referință. Compoziția de acoperire apoasă descrisă în această publicație cuprinde de la 95 până la 99 procente în greutate, pe baza greutății materialelor uscate din compoziție, o emulsie apoasă stabilizată anionic, dintr-un copolimer care are o Tg de la -10°C până la 50°C. Copolimerul cuprinde în forma polimerizată un amestec de polimerizare ce conține doi sau mai mulți monomeri nesaturați etilenic, în care, pe baza greutății totale a tuturor monomerilor nesaturați etilenic din amestecul de polimerizare, până la 5 procente în greutate din monomeri sunt monomeri de acid carboxilic alifatic nesaturați alfa, beta-etilenici; de la 0,2 până la 5 procente dintr-o poliimină care are o greutate moleculară de la 250 până la 20.000; și de la 0,2 până la 5 procente în greutate dintr-o bază volatilă; în care compoziția are un pH de la aproximativ 10,3 până la aproximativ 12, mai tipic aproximativ 8 până la aproximativ 11, și în care o peliculă turnată a compoziției are o viteză a întăririi măsurată, de cel puțin 5 până la 20 min după turnare în condiții ambientale de temperatură până la 30”C și umiditate relativă nu mai mică de 50%. Compoziția este opțional pigmentată și este descrisă ca fiind în particular utilă ca vopsea de trafic apoasă, cu uscare rapidă.

Compoziția de latex cu întărire rapidă poate fi de asemenea formulată pentru a include excipienți de acoperire standard, cum ar fi produși chimici antispumanți, agenți de umezire, dispersanți, agenți de demulare, pigmenți și substanțe de umplere, cum arfi substanțe de umplere organice, anorganice, fibre organice, fibre anorganice și amestecuri ale acestora. Compoziția este opțional pigmentată și este descrisă ca fiind în particular utilă ca o vopsea de trafic, apoasă, cu uscare rapidă.

Componentul bază volatilă, a latexului cu întărire rapidă, include un compus organic sau anorganic, care este o bază tare sau slabă sau care are suficientă presiune de vapori înaltă și tendința de a se evapora sau volatiliza din compoziția apoasă de acoperire, producând astfel o reducere a pH-ului și, concomitent, o reticulare ionică a componentelor poliimină și carboxi polimer ai compoziției. Exemple de baze volatile includ hidroxid de amoniu și amine organice care conțin până la patru atomi de carbon, incluzând, de exemplu, dimetilamină, dietilamină, aminopropanol, hidroxid de amoniu și 2-amino-2-metil-1-propanol, hidroxidul de amoniu fiind cel mai preferat. Baza volatilă, tipic cuprinde aproximativ 0,3 până la aproximativ 1,5 procente în greutate din compoziția de acoperire. O compoziție de acoperire cu polimer, care utilizează o asemenea chimie, este disponibilă comercial de la Dow Chemical Company cu un latex cu întărire rapidă, cu 50% solide comercializată sub numele Dow DT 211 NA.

Există, bineînțeles, multe alte compoziții de polimeri care pot fi formulate și aplicate pentru a furniza o chimie ionică a fixării rapide pentru a furniza o masă de bază gel de polimer care prezintă o proprietate necesară de menținere, ridicată, importantă pentru asigurarea de substraturi de înaltă calitate de polimeri acoperite cu polimeri în presă, în conformitate cu ceasta invenție. Astfel, este posibil să se prepare suporturi polimerice care să aibă atât grupări cationice, cât și grupări anionice, în aceeași moleculă de polimer, cu una dintre speciile ionice modificate prin controlul pH-ului ambiental. Ase vedea, de exemplu, sistemele de polimeri descrise în brevetul US 5674934, încorporat în mod specific aici, prin referință. Sistemul de polimeri este proiectat astfel, încât, la aplicarea acoperirii, o schimbare de pH dependentă de aplicare, de exemplu cea efectuată de pierderea de dioxid de carbon, reionizează speciile neutralizate ionic, pentru a asigura un sistem reticulat ionic prin grupele anionice și cationice pendinte, având ca rezultat formarea rapidă a unei mase de bază sau gel de polimer reticulat ionic.

RO 121325 Β1

Alternativ, o masă de bază de gel de polimer reticulat ionic poate fi formată pe supra- 1 fața unui suport compresibil în realizarea metodei acestei invenții, prin aplicarea unui sistem de latex anionic, co-pulverizat, de exemplu, folosind un pistol de pulverizat cu două canale, 3 cu un sistem de latex poliamină sau poliimină sau cationic, pentru a forma o masă de bază de gel de polimer reticulat ionic tridimensional la aplicarea pe suprafața suportului. Alternativ, 5 un sistem de latex anionic poate fi co-pulverizat cu o sare solubilă in apă, care conține specii cationice di- sau multi-valente, de exemplu, săruri de zinc sau calciu, pentru a efectua reticu- 7 larea ionică și formarea de gel la aplicarea pe un suport compresibil, în realizarea metodei acestei invenții. Latexul cu întărire rapidă poate fi substanțial termoplastic sau poate include 9 alte grupări funcționale recunoscute de specialiștii din domeniu că împărtășesc funcționalitatea termorigidă a latexului de polimer. 11 în altă variantă de realizare a prezentei invenții, compoziția de strat de grunduire este formulată pentru a asigura o masă de bază de polimer reticulat covalent, cu întărire rapidă, 13 pe suprafața suportului compresibil. Formarea de asemenea compoziții de polimer reticulat covalent pe suprafața suportului compresibil, anterior formării de substraturi compozite aco- 15 perite, este realizată, de preferință, folosind sisteme bi-component care, atunci când sunt combinate, asigură un nivel al reactivității reticulării covalente suficient pentru a permite cel 17 puțin parțial reticularea covalentă a formulării de polimer aplicată anterior presării suportului acoperit între plăci încălzite, într-o presă. Astfel, de exemplu, pot fi utilizați doi componenți 19 convenționali epoxi, uretan sau polimeri/oligomeri/monomeri nesaturați etilenic (acolo unde un inițiator radical este co-aplicat cu compoziția reticulabilă radicală) la formarea unei mase 21 de bază de polimer reticulat, pe suprafața suportului. Sistemele bi-component pot fi aplicate pe suport, de exemplu, drept componente separate, printr-un pistol de pulverizat cu două 23 canale, sau acestea pot fi amestecate împreună imediat înaintea aplicării pe suport și aplicate ca o compoziție omogenă de polimer, reactivă. Natura componentelor reactive ale 25 compoziției bi-component nu este critică, și o asemenea compoziție de polimer reactivă poate fi optimizată prin experimente de rutină pentru a asigura un nivel al reactivității suficient 27 pentru a asigura cel puțin parțial reticulare covalentă a formulării, pe suprafața suportului, anterior presării suportului la căldură și presiune, pentru a forma substraturile prezente 29 compozite acoperite cu polimer.

Cantitatea de compoziție de strat de grunduire necesară pentru fabricarea optimă a 31 substraturilor acoperite cu polimer direct din presă, în conformitate cu această invenția, depinde de natura componentelor compoziției de strat de grunduire, chimia reticulării, conți- 33 nutul de solide al grundului și natura componentelor suportului compresibil însuși. într-o variantă de realizare, compoziția de grunduire, pentru utilizarea la fabricarea plăcilor dure, 35 poate avea un conținut de solide de aproximativ 30 până la aproximativ 80 procente în greutate. în altă variantă de realizare, o compoziție de grunduire pentru fabricarea de hârtie aco- 37 perită, are un conținut de solide de aproximativ 20 până la aproximativ 70 procente în greutate. Atunci când compoziția de strat de grunduire este formulată ca un latex de polimer care 39 utilizează o chimie de coacervare dependentă de pH sau chimie de reticulare ionică pentru formarea masei de bază de polimer pe suprafața unui suport pregătit pentru fabricarea de 41 plăci fibrolemnoase, plăci aglomerate din rumeguș, plăci aglomerate din așchii sau învelișuri de ușă, compoziția de grunduire pate fi aplicată cu o rată de aproximativ 0,65 până la 43 3,7 g/per metru pătrat, mai tipic 0,93 până la 1,8 g per metru pătrat (7 g până la aproximativ 40 g, mai tipic aproximativ 10 g până la aproximativ 20 g pe picior pătrat) de suprafață a 45 suportului. Cantitatea de compoziție de grunduire poate fi reglată în acest domeniu sau poate fi folosită la rate mai ridicate de aplicare dacă este necesar să se optimizeze calitatea acope- 47 ririi cu polimer pe substratul compozit acoperit în presă. Tipic, ratele de aplicare ale grundului sunt mai reduse la operațiunile de acoperire a hârtiei, adică aproximativ 0,5 până la 0,93g 49 per metru pătrat (1 până la aproximativ 10 g pe picior pătrat).

RO 121325 Β1

Tehnologia care stă la baza acestei invenții, i.e utilizarea unei compoziții de acoperire termoplastică sau termorigidă, cu pre-întărire rapidă, cu menținere ridicată, opțional în combinație cu un strat de acoperire termorigid aplicat umed-pe-umed, întărit într-o acoperire de suprafață finisată, în timpul contactului cu o suprafață metalică încălzită, poate fi folosită pentru a forma acoperiri durabile de înaltă calitate pe o varietate largă de substraturi poroase și ne-poroase, care includ nu numai suporturi compresibile ca cele descrise mai sus, dar de asemenea și substraturi compozite precomprimate, substraturi de hârtie și alte materiale de construcție importante din punct de vedere comercial.

într-o variantă de realizare a prezentei invenții, calitatea și funcționalitatea acoperirii polimerice a substraturilor compozite acoperite cu polimer, în presă, a acestei invenții, este îmbunătățită prin aplicarea unui strat dintr-o compoziție de strat de acoperire ce conține un polimer, peste masa de bază de polimer reticulat chimic de pe suportul compresibil înainte de presarea suportului în presă. Compoziția de strat de acoperire este, de preferință un latex de polimer termorigid sau termoplastic. într-o variantă de realizare preferată a invenției, compoziția de strat de acoperire cuprinde un latex de polimer termorigid, de exemplu un latex acrilic format din monomeri nesaturați care includ funcționalitate hidroxi și/sau glicidil și funcționalitate carboxi. Compoziția de strat de acoperire este aplicată la o rată în general mai mică decât cea a compoziției de strat de grunduire și de obicei mai mică de jumătate din cea a grundului, de exemplu, aproximativ 0,05 până la 0,93g, mai obișnuit aproximativ 0,27 până la 0,65g per metru pătrat (0,5 până la aproximativ 10 g, mai obișnuit aproximativ 3 până la 7 g pe picior pătrat la fabricarea plăcilor compozite). Compoziția de latex a stratului de acoperire cuprinde de obicei aproximativ 25% până la aproximativ 60% solide și, ca și compoziția stratului de grunduire, poate fi formulată folosind excipienți standard de acoperire, care includ, dar nu se limitează la aceștia, produși chimici anti-spumanți, dispersanți, agenți de umezire, pigmenți, agenți de demulare și substanțe de umplere, cum ar fi silice, talc, caolin, carbonat de calciu și altele asemenea.

Compoziția stratului de acoperire termorigid funcționează nu numai pentru a îmbunătăți duritatea suprafeței și rezistența la zgâriere a substraturilor compozite acoperite preparate în conformitate cu această invenție, dar funcționează de asemenea pentru a asigura un înveliș termorigid peste compoziția de strat de grunduire, pentru a facilita demularea substraturilor compozite acoperite din suprafețele metalice din presă.

în plus față de aceasta, sau ca o alternativă la etapa de aplicare a unei compoziții de strat de acoperire termorigide peste masa de bază din polimer a stratului de grunduire reticulat chimic, se poate aplica o compoziție separată de demulare, pentru a facilita demularea din presă a substraturilor compozite acoperite. Compozițiile de demulare sunt binecunoscute în domeniu și pot fi formulate pentru a include agenți de demulare recunoscuți singuri sau în combinație, pentru a asigura caracteristicile de demulare dorite. într-o variantă de realizare a invenției, se aplică o compoziție de acoperire pentru demulare, care cuprinde un polimer siliconic termoplastic sau termorigid sau un agent tensioactiv peste masa de bază de polimer reticulat chimic, înainte de presarea suportului acoperit cu masa de bază, între plăcile metalice încălzite. în altă variantă de realizare a invenției, o compoziție de latex de strat de acoperire termorigid este aplicată peste masa de bază de polimer reticulat și peste compoziția de strat de acoperire se aplică o compoziție de acoperire de demulare, înainte de presarea suportului acoperit între plăcile metalice încălzite.

Compoziția de demulare, atunci când este utilizată în procedeul prezent pentru fabricarea în presă a substraturilor compozite acoperite, este aplicată de obicei la niveluri minime de folosire, suficiente pentru a facilita demularea compozitelor acoperite din plăcile presei. Compozițiile de demulare, atunci când sunt utilizate în realizarea procedeului acestei invenții,

RO 121325 Β1 sunt de obicei aplicate la mai puțin de0,65g per metru pătrat (3 g pe picior pătrat), mai prefe- 1 rabil mai puțin de 0,09g per metru pătrat (1 g pe picior pătrat). Utilizarea de cantități excesive de agenți de demulare poate afecta negativ aderența acoperirii de finisare la suprafața de 3 polimer a substraturilor compozite acoperite în conformitate cu această invenție.

în conformitate cu o variantă de realizare a acestei invenții, se asigură un procedeu 5 pentru fabricarea în presă a unui substrat compozit acoperit, care cuprinde etapele formării unui laminat compoziție de acoperire umedă care cuprinde (1) o peliculă dintr-o compoziție 7 de strat de grunduire ce cuprinde un polimer termorigid sau termoplastic dispersabil în apă, stratul de grunduire menționat fiind format ca o masă de bază din polimer reticulat chimic și 9 (2) o peliculă dintr-o compoziție de strat de acoperire care include o compoziție de latex din polimer termorigid sau termoplastic; aducerea în contact a peliculei de acoperire de grun- 11 duire cu o suprafață a unui suport compresibil ce cuprinde fibre sau particule și o compoziție de liant din rășină; presarea suportului și a laminatului de acoperire între suprafețe metalice 13 încălzite, într-o presă; și demularea substratului compozit acoperit cu polimer din presă.

Acest procedeu poate fi realizat folosind unul dintre multiplele protocoale alternative. Astfel, 15 așa cum s-a descris în general mai sus, laminatul compoziție de acoperire, umed, poate fi format pe suprafața suportului compresibil, prin aplicarea mai întâi a unei pelicule dintr-o 17 compoziție de strat de grunduire pe suport, și aplicarea unei pelicule dintr-o compoziție de strat de acoperire peste pelicula compoziției de strat de grunduire, înainte de presarea supor- 19 tului și a laminatului de acoperire aplicat, într-o presă. Compoziția de strat de grunduire și compoziția de strat de acoperire potfi aplicate pe suport folosind tehnici de aplicare recunos- 21 cute în domeniu, care includ pulverizatoare convenționale fără aeraj, sau asistate, fără aeraj, acoperire în perdea, și acoperire directă cu role. Compoziția stratului de acoperire este tipic 23 aplicată imediat peste compoziția stratului de grunduire încă umedă pe suprafața suportului, iar suportul cu laminatul compoziției de acoperire încă umed, pe suprafața sa, este presat 25 și/sau matrițat în presă pentru a forma substratul compozit acoperit cu polimer prezent. într-o variantă de realizare alternativă, se aplică o compoziție de demulare, tipic prin pulverizarea 27 peste o asemenea peliculă de compoziție de strat de acoperire, pentru a facilita demularea substratului acoperit cu polimer din presă. 29 într-o variantă de realizare alternativă a invenției, laminatul de acoperire este preparat prin aplicarea straturilor sale componente pe suprafața metalică încălzită a presei (în ordine 31 inversă aplicării lor pe suport), iar laminatul de acoperire este transferat pe suport, opțional existând o căptușeală de hârtie, ce este presată cu suprafața metalică acoperită cu laminat, 33 din presă. într-un asemenea procedeu de transfer al peliculei de grund, suprafața suportului (sau a hârtiei) care primește laminatul de acoperire, poate fi acoperită cu un adeziv pentru 35 a promova aderența laminatului de acoperire la suportul presat, în timpul etapei de presare/încălzire. Astfel, folosind un protocol de procedeu de transfer de peliculă, laminatul de 37 acoperire este preparat prin aplicarea pe plăcile de contact încălzite, consecutiv, a unei pelicule dintr-o compoziție de acoperire, de demulare, a unei pelicule dintr-o compoziție de 39 strat de acoperire, și a unei pelicule dintr-o compoziție de strat de grunduire. Opțional, poate fi aplicat un strat adeziv, pe pelicula compoziției de strat de grunduire de pe placa de contact 41 încălzită, pentru a optimiza aderența laminatului peliculă transferat pe substratul compozit al acestei invenții. 43 într-o variantă de realizare a invenției, este utilizată o metodă de transfer a unui grund, pentru a produce un înveliș de ușă grunduit. O peliculă ușoară dintr-un agent de 45 demulare pe bază de apă, este aplicată pe placa fierbinte 149°C (300Τ). Acesta se usucă instantaneu. Grundul este apoi aplicat prin pulverizare 0,83 g umed /metru pătrat (9 g umed/ 47 picior pătrat) la 60% solide în greutate (40% în volume) direct pe placa fierbinte. Compoziția de grund se usucă aproape instantaneu. Suportul din fibre este adus în contact direct cu 49 grundul uscat de pe placă. Suportul este presat la 0,03 mm (1/8), la 90 s la 149°C (300°F).

RO 121325 Β1

Transferul grundului pe placă, pe învelișul de ușă are loc într-o varietate de cicluri de presare. Presa este deschisă pentru demularea învelișului de ușă grunduit care arată foarte mult ca învelișurile de ușă produse în manieră convențională. Un avantaj al aplicării agentului de demulare și a grundului pe placă este acela că, cantitatea de grund aplicat este esențial aceeași ca cea aplicată în operațiile de grunduire normale. De fapt, s-a descoperit că folosind metoda de transfer a grundului, substraturile compozite acoperite cu polimer (învelișuri de ușă) care au proprietăți ale suprafeței similare cu cele care pot fi obținute folosind aplicații normale de grunduire în afara presei, pot fi realizate folosind doar 90% din cantitatea compoziției de grunduire.

Deși metoda de transfer a grundului menționată mai sus poate fi utilizată la operațiuni manuale standard de fabricare a plăcilor dure, metoda de transfer a grundului are o aplicare particulară în procedeele de fabricare cu presare continuă (Conti-press) pentru fabricarea de plăci fibrolemnoase/plăci dure. La metoda de presare continuă, presa constă dintr-o curea continuă din oțel, încălzită care este adusă în contact și contact de compresie final, cu suportul, printr-o serie de role din spatele curelei, astfel încât pe măsură ce suportul se mișcă continuu prin procedeu, cureaua și rola aplică căldură și presiune crescută suportului. La sfârșitul presării continue, este produsă o placă fibrolemnoasă sau o placă dură solidă, care are caracteristici tehnice foarte asemănătoare cu ale plăcii dure normale. Metoda transferului grundului este adaptată unic pentru aplicarea la procedeele de fabricare prin presare continuă, pentru fabricarea de substraturi compozite. Laminatul de acoperire poate fi format pe cureaua continuă prin aplicarea acoperirii de demulare, a stratului de acoperire și/sau stratului de grunduire secvențial, pe cureaua de oțel încălzită, prin oricare mijloc, dar cel mai practic direct prin role de acoperire înainte ca cureaua să vină în contact cu suportul, astfel încât există foarte puține pierderi sau deloc, cum ar fost cele de la aplicările prin pulverizare.

Se dau în continuare e exemple de realizare a invenției.

Exemplul 1. Un suport din fibre lemnoase sau un suport din fibre lemnoase reconsolidate, pentru fabricarea de învelișuri de ușă, a fost acoperit cu formularea de grund cu întărire rapidă descrisă mai jos (la aproximativ 1,39 g/m²,15 g/picior pătrat), urmată de formularea de strat de acoperire împotriva urmelor de obiecte metalice (la aproximativ 0,27g/m²,3 g/picior pătrat). Suportul acoperit a fost plasat apoi într-o presă, la o temperatură de aproximativ 232°C (250°F) până la aproximativ 254’C (490°F) timp de 20 s până la aproximativ 120 s, la o presiune de aproximativ6205MPa (900 psi). Presa poate fi ori plată ori sub formă de matriță, cu caracteristici adânci desenate. După presare, din presă a fost demulat un înveliș de ușă matrițat grunduit/acoperit împotriva urmelor de obiecte metalice. Caracteristicile estetice ale acestui înveliș de ușă grunduit matrițat sunt foarte mult comparabile cu acelea ale învelișurilor de ușă convenționale care sunt grunduite pe o linie de finisare după linia de presare.

Formularea grundului
Ingredient	Greutate %
Latex cu întărire rapidă (Dow DT 211 NA; 50% solide totale)	41,73
Drew L475 (Ashland Chemical / agent anti-spumare)	0,25
Acrysol 1-62 (Rohm & Haas / dispersant)	0,64
Surfynol TG (Air Products / agent de umezire)	0,51

RO 121325 Β1

Tabel(continuare) 1

Formularea grundului
Apă deionizată	3,94
Riona RCL9 (SCM TiO₂ / pigment)	14,71
Gamaco II (Dry Branch Kaolin / substanță de umplere)	35,12
Neogen DGH (Dry Branch Kaolin /substanță de umplere)	3,10

Formularea stratului de acoperire împotriva urmelor de obiecte metalice
Ingredient	Greutate %
Latex termofixabil de temperatură redusă, fără HOHO, (40% solide totale, 26 părți st ren / 30 părți metilmetacrilat / 30 părți butii acrilat /10 părți metacrilat glicidal / 4 părți acid metacrilic)	75,00
Syloid Z128 (W.R. Grace) silice/control pentru strălucire	6,00
Acrysol 1-62 (Rohm & Haas)	1,00
Surfynol TG (Air Products)	0,30
Apă deionizată	17,45
Drew L475 (Ashland Chemical)	0,25

Exemplul 2. Un suport din fibre lemnoase sau un suport din fibre lemnoase reconso- 19 lidate pentru fabricarea de învelișuri de ușă este acoperit cu un adeziv polimeric înainte de deplasarea în presă. Placa superioară încălzită a presei, ca cea descrisă în exemplul 1, este 21 acoperită prin pulverizare, mai întâi cu un agent de demulare, urmată apoi de acoperirea împotriva urmelor de obiecte metalice și apoi de acoperirea cu strat de grunduire. în timpul 23 ciclului de presare, pelicula de acoperire laminată s-a desprins de pe placa superioară și s-a lipit de suport. Din matriță se scoate un înveliș de ușă cu un strat de acoperire împotriva 25 urmelor de obiecte metalice care are proprietăți excelente ale suprafeței.

Exemplul 3. Un suport de fibre lemnoase continue sau un suport de fibre lemnoase 27 reconsolidate pentru fabricarea de învelișuri de ușă sau plăci aglomerate este acoperit prin pulverizare cu formulare de strat de grunduire 1,39g/ m² (15 g/picior pătrat) urmată de stratul 29 de acoperire împotriva urmelor de obiecte metalice 0,46g/m² (5 g/picior pătrat). Suportul grunduit este trecut printr-o linie Conti-press încălzită pentru a produce un înveliș liniar de 31 ușă în presă, care poate fi tăiat în bucăți pentru transport. Această placă grunduită presată poate fi de asemenea realizată prin procedeul de transfer de peliculă descris în exemplul 2 33 de mai sus, într-o linie Conti-press.

Claims

35 Revendicări

1. Procedeu pentru fabricarea în presă a unui substrat compozit acoperit cu polimer, caracterizat prin aceea că acesta cuprinde etapele de: 39

- aplicare a unei pelicule dintr-o compoziție de strat de grunduire pe suprafața unui suport compresibil care cuprinde fibre sau particule și un liant din rășină, compoziția de strat 41 de grunduire cuprinzând un polimer termoplastic sau un polimer termorigid și formulată pentru a forma o masă de bază din polimer reticulat chimic atunci când este aplicată pe 43 suprafața suportului compresibil și înainte de încălzirea suportului;

RO 121325 Β1

- presare a suportului și a masei de bază de polimer reticulat chimic între suprafețe metalice încălzite într-o presă pentru a forma substratul compozit acoperit cu polimer; și

- demulare a substratului compozit acoperit cu polimer, din presă.
2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că masa de bază de polimer de pe suprafața suportului compresibil cuprinde un polimer reticulat ionic.
3. Procedeu conform revendicării 2 caracterizat prin aceea că polimerul reticulat ionic cuprinde un polimer termoplastic.
4. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că masa de bază de polimer de pe suprafața suportului compresibil cuprinde un polimer reticulat covalent.
5. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că mai cuprinde etapa de aplicare a unei pelicule de compoziție de strat de acoperire ce conține polimer, peste masa de bază din polimer reticulat chimic de pe suportul compresibil, înainte de presarea suportului în presă.
6. Procedeu conform revendicării 5, caracterizat prin aceea că, compoziția de strat de acoperire cuprinde un latex de polimer termorigid.
7. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că mai conține etapa aplicării unei compoziții de acoperire de demulare, care cuprinde un polimer siliconic sau un agent tensioactiv peste masa de bază din polimer reticulat chimic de pe suportul compresibil, înainte de presarea suportului în presă.
8. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că suportul compresibil mai cuprinde o foaie de hârtie formând suprafața suportului pe care se aplică pelicula de strat de grunduire.
9. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că substratul compozit este hârtie.
10. Procedeu pentru fabricarea în presă a unui substrat compozit acoperit cu polimer, caracterizat prin aceea că acesta cuprinde etapele de aplicare a unei compoziții de strat de grunduire pe suprafața unui suport compresibil, sau pe hârtia care este lipită pe suprafața suportului, compoziția de strat de grunduire cuprinzând un polimer formulat pentru a forma, fără încălzire, o masă din polimer reticulat chimic atunci când este aplicată pe suprafața suportului sau a hârtiei, și presarea suportului și a acoperirii de strat de grunduire din masa de bază din polimer reticulat, în timp ce se încălzește suportul.
11. Procedeu conform revendicării 10, caracterizat prin aceea că, compoziția de strat de grunduire este formulată pentru a forma o masă de bază din polimer reticulat ionic, pe măsură ce este aplicată pe suprafața suportului sau a hârtiei.
12. Procedeu conform revendicării 10, caracterizat prin aceea că, compoziția de strat de grunduire este formulată pentru a forma o masă de bază din polimer reticulat covalent, pe măsură ce este aplicată pe suprafața suportului sau a hârtiei.
13. Procedeu pentru fabricare unui substrat compozit acoperit cu polimer, caracterizat prin aceea că acesta cuprinde etapele de

- formare a unei acoperiri din polimer reticulat chimic pe suprafața unui suport compresibil fără încălzire și

- presare și încălzire a acoperirii reticulate și a suportului compresibil pentru a forma substratul compozit acoperit cu polimer.
14. Procedeu conform revendicării 13, caracterizat prin aceea că suportul compresibil mai cuprinde o foaie de hârtie care este lipită pe suprafața suportului.
15. Procedeu conform revendicării 14, caracterizat prin aceea că polimerul reticulat chimic este format pe hârtie.

RO 121325 Β1
16. Procedeu conform revendicării 13, caracterizat prin aceea că substratul corn- 1 pozit acoperit cu polimer este hârtie și acoperirea din polimer reticulat chimic este formată pe un suport din fibre și presată cu suportul, ca parte a procedeului de realizare a hârtiei. 3
17. Procedeu conform revendicărilor 13-16, caracterizat prin aceea că polimerul reticulat chimic este reticulat ionic.5
18. Procedeu conform revendicărilor 13-16, caracterizat prin aceea că polimerul reticulat chimic este reticulat covalent.7
19. Procedeu conform revendicării 17, caracterizat prin aceea că polimerul reticulat ionic are funcționalitate termorigidă.9