專利名稱：用于片材雙面處理的設備和方法
一般來說，本發明涉及層壓產品的制備方法，所述產品如可以用于裝飾地面材料，計算器和桌子的面，以及壁板；更具體地說，本發明涉及通過將相同或不同材料的涂層涂布至層壓材料的兩面上而制備所述產品的設備和方法。
多年來，復制天然材料的能力已取得了明顯的改善。例如，在家具，櫥柜，計算器頂面以及其它表面的結構中，裝飾層壓材料已代替了天然材料。在這些用途中，可以將裝飾表面施加至芯層或基材上，即膠合板，碎料板，刨花板，中密度纖維板等。底層常常固定至基材的反面，以便使層壓材料均衡或提供其它的益處。
通常，裝飾面和底層將包括一層或多層牛皮紙層，所述的這些紙層是利用各種材料如蜜胺甲醛樹脂和酚醛樹脂粘合在一起的。例如，高壓層壓材料可以包含用蜜胺樹脂浸漬的并具有氧化鋁磨料以提供抗磨性的很薄的貼面片材，布置在其下的裝飾片材，以及用酚醛樹脂浸漬的布置在裝飾片材下面的若干層牛皮紙的片材。
通常，在現有技術的設備中，通過將牛皮紙浸在裝有酚醛樹脂的桶并使酚醛樹脂浸漬的牛皮紙固化，而用酚醛樹脂浸漬牛皮紙頁。以留在桶中的時間以及浸漬的液位為準，牛皮紙吸收所希望量的酚醛樹脂。由于浸漬牛皮紙的這種方法需要提供大樹脂池表面積的大桶，以便使得牛皮紙的連續輥部分能進行適當的浸漬，因此，這種方法從成本上考慮是沒有什么作用的。由于大的桶表面積易于收集雜質并且易于使樹脂蒸汽逸出，因此這些大的池表面積將使所使用的酚醛樹脂造成浪費，由此使樹脂的固體百分比發生變更和/或使樹脂的其它可控特征發生變更，使得大部分樹脂需要不時地進行處理。此外，當樹脂浸漬的牛皮紙利用所述的桶制造時，在制造過程中將產生煙霧，這些煙霧對于在制造過程附近的工人來說是有害的。所有這些均由下列事實所構成所述酚醛樹脂或其它樹脂的桶難于清潔，需要過度的時間對已用于利用酚醛樹脂浸漬牛皮紙的桶進行適當的清潔。
常規的層壓材料是在高溫高壓下，在多孔壓機中，通過將熱和壓力施加至層壓材料的組件上而生產的，所述層壓材料通常包含許多酚醛樹脂浸漬的牛皮紙頁，蜜胺甲醛樹脂浸漬的裝飾片材，以及可有可無的蜜胺甲醛樹脂浸漬的貼面片材。由于在樹脂之間通過熱和壓力所產生的交聯，不同層或片材將發生機械粘接。
通過使用起來很昂貴的整體制備壓機(bulky manufacturing press)制備層壓材料，所述層壓材料是通過使用上述的牛皮紙而制備的。因此，為使用壓機生產個別的層壓材料，這將是昂貴的或不希望的。因而，在通常的制造方法中，在各個壓機循環中，由每個壓機中將生產出許多層壓材料，以便更為有效地使用所述壓機。如
圖1所示，各層壓組件11通常可以包含為耐磨性而摻有氧化鋁的蜜胺貼面層12，構圖層13，和兩層酚醛樹脂浸漬的牛皮紙層14和15。
通常，在所述的壓制設備中，將成對的所述層壓組件背對背設置，其中一個層壓組件的酚醛樹脂浸漬的牛皮紙15面對第二層壓組件的酚醛樹脂浸漬的牛皮紙。通過金屬片材或壓板，這些成對的層壓組件將與其它的層壓組件對分離。然而，當層壓組件壓在一起時，如果不提供脫離機械，由于兩個層壓組件的背靠背的牛皮紙頁中浸漬的酚醛樹脂將發生交聯以便在兩紙頁之間提供機械連接，因此不同層壓組件將粘結在一起。因而，通常在制備過程中，各個層壓組件11還包括稱之為隔離膜的片材。所述隔離膜通常為在至少一面上涂布有隔離劑的牛皮紙。這種隔離膜被放置在從壓板起鄰近酚醛樹脂浸漬的牛皮紙15的各層壓組件的一端，以便在成對的層壓組件之間提供隔離作用。由于隔離劑將不會使層壓組件至少與已施加過隔離膜的層壓組件的這一面發生交聯，因此，在壓制之后，隔離膜將有助于層壓組件的分離。
通常，由于在壓制過程中所施加的熱和壓力所致，隔離模將粘結至設置在沒有用隔離劑處理過的所述隔離模的一面上的酚醛樹脂浸漬的牛皮紙層上，因此，在該隔離模中的酚醛樹脂將在熱和壓力下遷移入至少部分隔離模中，以便提供結構交聯。因此，隔離模通常將增加層壓材料的厚度或松厚度。然而，由于在隔離模另一面上有隔離劑，壓制的層壓組件然后可能要彼此分離，并且對隔離模的牛皮紙一側進行砂磨，以便從隔離模的表面除去隔離劑。
在如上所述層壓組件的壓制過程中使用隔離模并隨后對隔離劑涂布的表面進行砂磨存在著某些缺點。為了取得層壓組件希望的厚度并且仍能使用不連續的隔離膜以有利于層壓組件的分離，必須使用更多更薄的材料來替代更少更厚的材料。由于大量片材在層壓組件中使用之前必須進行處理和加工，因此將增加制備費用。所述的加工處理包括用酚醛樹脂浸漬片材，將片材切割成所希望的大小，以及對用于隨后壓制的片材進行整理。另外，隔離膜本身必須涂布隔離劑，切割成希望的大小并與其它片材依序整理。
此外，由于隔離膜在壓制之后為層壓材料的一部分，因此，層壓材料的至少一層不包括酚醛樹脂的飽和作用，而是依靠樹脂由鄰接層的遷移。因此，現有技術設備不在層壓材料不同層之間提供恒定的結構粘結。此外，為了從層壓組件中除去所有隔離劑，可能需要對更多的表面進行砂磨，而不只是對隔離劑的表面進行砂磨。因此，通過該方法得到的層壓組件從一個層壓組件至另一層壓組件可能不會有恒定的厚度，并且還可能會造成材料的浪廢。
然后，可以將由上述現有技術設備生產的常規層壓材料切割成各種大小并用于各種用途，如用于桌面，臺面，壁板等的裝飾表面，如借助常規的粘合劑如接觸粘接劑將它們粘結至芯層或基材上。這些層壓材料還可以用作在層壓地板制品中常用的襯里層。
應清楚的是，使用隔離膜將對制備的層壓材料的成本產生重大的影響，另外還將增加生產周期。不僅存在利用單獨的隔離膜所造成的材料成本問題，而且還存在與所述使用相關的實質上不希望的加工成本問題。
因此，本領域需要一種制備層壓材料的設備和方法，所述設備和方法利用對層壓材料的整體壓縮所提供的優點，而不會引入使用現有技術隔離膜所伴隨的不需要的成本，加工步驟，或結構缺點。
這些和其它的目的，特征以及技術優點通過利用具有希望特性的材料涂布層壓材料的不同表面，如牛皮紙頁的設備和方法而實現。
因此，在本發明優選的實施方案中，在構成層壓產品中使用的牛皮紙或其它層壓材料的一面用在制備過程中具有希望特定特性的物質進行涂布，盡管所述特性可能在最終的層壓產品中不是特別希望的。例如，常常希望的是，在制備過程中與另一層壓組件接觸的牛皮紙的一面用隔離劑涂布。例如，當將顯示優異隔離性能或優異防交聯性能的藻酸鹽設置在其上有酚醛樹脂的層壓材料之間時，在裝飾層壓材料制備過程中可以用作隔離劑，并因此可以用作牛皮紙上的涂層。
根據本發明的該實施方案，用在最終產品中具有希望特性的物質涂布牛皮紙的另一面。例如，就裝飾層壓材料而言，可以希望的是，用酚醛樹脂涂布牛皮紙的反面，以便提供與牛皮紙的另外的層或其它層壓材料所希望的機械粘結。
盡管如上所述將藻酸鹽用作隔離劑，但應理解的是，在不違背本發明的精神下可以使用任何隔離劑。此外，對于本發明不僅局限于使用隔離劑，可以使用在所述產品制備過程中有用的其它材料，如潤滑劑，濕潤劑，干燥劑等，盡管這些材料對于最終產品不是希望的。同樣地，對于在層壓材料的第二面上不局限于使用酚醛樹脂，并且可以使用在最終產品中提供所希望特性的任何物質。另外，如果需要，可以不對片材的第二面進行涂布。
優選的是，使用逆向輥涂，以便精確地將所希望物質涂布至層壓材料上，在逆向輥涂中，紙卷解卷并輸送通過一系列輥，以致使紙張的一面用在制備過程中具有希望特性的物質進行處理，而另一面用在最終產品中具有希望特性的物質進行處理。然而，盡管逆向輥涂用于優選的實施方案中，但根據本發明，可以使用適于精確處理層壓材料不同表面的任何方法。
本發明提供了現有技術得不到的優點。例如，如此處理過的層壓材料將在層壓組件中起隔離膜的作用，在層壓材料制備過程中無需分離單獨的隔離膜。因此，在高壓和加熱下層壓組件固化之后，固化的層壓組件將易于分離。然后，如通過砂磨從各層壓組件中除去隔離劑，并將該層壓組件用于最終產品中。因此，消除了伴隨原材料成本，加工，以及涂布隔離膜所產生的費用，同時給層壓的組件提供了所希望的特性。例如，在該片材上提供酚醛樹脂的優選實施方案將在層壓組件中形成這樣的最終片材，其結構特性與層壓組件其它層壓材料的特性相一致，這是因為用于提供脫模作用的該片材也帶有酚醛樹脂。
另外，由于不再使用增加層壓材料厚度的隔離膜，因此，通過結合更少的增加厚度的層壓材料，可以進一步減少所使用的層壓材料的總數，以便取得層壓材料希望的厚度。例如，由于現有技術的層壓片材通常以特定的厚度提供，當等分以提供多層片材希望的總厚度時，其中之一需要不連續的隔離膜，所述的層壓片材將確定所使用片材的特定數目，因此，這些片材需要使用更薄的層壓材料的片材。然而，本發明可以使用更厚的層壓材料的片材，而無需計及層壓組件總厚度的不連續的隔離膜，因此，可以使用更厚的片材，以便提供希望的層壓材料的總厚度。此外，由于在制備這些片材的工廠只需要加工更少的片材，因此，更厚片材本身將比更薄片材便宜。另外，這些更厚的片材將比更薄的片材更容易加工，并且不太容易撕裂，因此，減少了在加工期間由于刮擦所致的廢料。此外，在層壓材料制備工廠，現在只需要更少量的片材切割成所希望的大小，以及更低的加工和疊鋪成本。另外，由于所使用的層壓材料的厚度可以在不考慮隔離膜厚度下進行選擇，所述隔離膜必須考慮層壓組件的總厚度，但不能依靠隔離膜來提供所處理片材的機械完整性，以便提供上述的交聯，因此，本發明還提供了層壓材料最終厚度更為容易的控制。
因此，本發明的目的是提供在片材不同的表面上用不同材料涂布片材的設備和方法。
本發明的另一個目的是用在制備過程中提供希望特性的材料涂布片材的一個表面，以便減少最終產品的成本。
本發明的另一個目的是用在最終產品中提供必需或希望特性的不同或相同的物質涂布片材的另一表面。
本發明的另一個目的是提供單一的片材，所述片材具有在制備過程中希望的特性，和在最終產品中希望的特性，借此，在單一片材中提供了這兩種益處，同時減少了由廢料和片材的加工處理所造成的成本。
本發明的另一個目的是提供對牛皮紙進行雙面涂布的設備和方法，以致使一面涂布有隔離劑，而另一面涂布有酚醛樹脂，借此，在層壓材料制備中無需使用隔離膜，以便提供成本更低的制備方法。
本發明的另一個目的是通過省去現有技術制備方法的步驟而降低層壓材料的生產成本，并且還將縮短生產周期。
本發明的另一個目的是在無需使用隔離膜下提供層壓材料的生產設備和方法。
前面已相當概要地描述了本發明的特征和技術優點，目的在于能更好地理解下面的本發明的詳細說明。下面將描述構成本發明權利要求主題的本發明的另外的特征和優點。本領域普通技術人員應理解的是，所披露的概念和具體的實施方案可以容易地用作改進或設計其它結構的基礎，以便實現本發明相同的目的。另外本領域普通技術人員還應理解的是，所述的等效結構并不脫離所附權利要求中列出的本發明的精神和范圍。
為更為完整地理解本發明，及其優點，將結合附圖來參考下面的說明，其中圖1示出了帶有不同層壓材料層的層壓組件的簡圖；圖2示出了在片材不同的表面上利用兩種物質對片材進行涂布的逆向輥涂設備；圖3示出了在兩面涂布的片材的簡圖；和圖4示出了計量裝置的簡圖。
圖2示出了將物質涂布至片材S兩個表面上的優選的設備20。該設備包含呈卷筒201形式的片材S，一系列輥202，203，204，205，206，207，208，209和217，兩個槽210，213，計量裝置212，216，以及固化裝置215，如可以是施加可控量熱量用于隨后使涂布物質固化的爐子。槽210和213分別包含物質211和214。物質211和214可以是施加至片材S不同表面上的相同或不同的物質。計量裝置212和216分別控制物質211和物質216的留在片材S上的量。
片材S解卷并沿輥202，203，204，205，206，207，208，209和217輸送至固化裝置215。輥207和209是適于在槽210和213中旋轉的涂布輥。可以使用適于部分或全部浸入包含在槽210中的物質211中的涂布輥207對片材S的一面進行涂布。同樣地，可以使用適于部分或全部浸入包含在槽213中的物質214中的涂布輥209對片材S的另一面進行涂布。輥202，203，204，205，206使片材S的表面保持均勻的張力并阻止其松馳和/或撕裂。片材S上的張力可以通過調節這些輥的速度和/或通過惰輪202，203，204，205，和/或206在其上所產生的壓力而加以改變。此外，盡管在優選的實施方案中示出了一系列輥202，203，204，205，206，207，208，209和217，但本發明的操作不一定需要使用所有這些輥。例如，根據施加至片材S上所希望的張力，可以只選其中的一根輥。
借助泵(末示出)將物質211加入槽210中。物質211在槽210中的液位可以通過泵來控制，以致使當物質211的液位低于某一液位時，泵自動地將物質211加入槽210中。根據涂布片材S一面所需的物質211的量，可以將輥207浸入物質211中，直至得到所希望量的物質211為止。此外，還可以通過泵來控制涂布至片材S一面上所希望的物質211的量。因此，當涂布輥207在槽210中旋轉時，輥207的表面即涂有物質211，并且當片材S的第一表面與輥207接觸時，輥207將利用所希望量的物質211涂布片材S的第一表面。此外，通過改變輥的速度，片材S不同部分與輥207保持接觸的時間可以得到控制，因此，可以進一步控制施加至片材S不同部分的物質211的用量。同樣地，通過增加/減少片材S與輥207接合的壓力，可以改變所施加的物質211的量。例如，通過調節片材S的上述張力，可以調節這種壓力。
此外，如圖2所示，片材S在涂布輥207和輥217之間通過，以致使片材S的一個表面與輥207接觸而另一面與輥217接觸。可以用輥217對片材S施加壓力，以便保證片材S與涂布輥207接觸。由于輥217的位置是可調節的，因此，它可以用來控制涂布至片材S上的物質211的量。輥217也可以用來將壓力施加至片材S上，以致使物質211滲透入片材S中，直到所希望的量為止。另外，如果希望的話，可以對輥217的位置進行調節，以致使它不對片材S施加任何壓力，并因此片材S可以整體地繞過物質211。也就是說，通過調節輥217的位置，可以使片材S的一個表面保持末涂布。
盡管在優選的實施方案中所述的，片材S與輥207接觸，但應理解的是，本發明的操作無需所述的接觸。例如，輥207可適用于輸送涂布材料而不與片材S接觸，如通過使用足以使涂布材料拋至片材S的表面上的旋轉速度。另外還可以使用非輥涂布技術。如使用噴嘴，硬毛漆刷等。
在所述的優選實施方案中，片材S沿設置在輥207之后的輥208運行，并改變片材S的取向，以致使片材的第二面與涂布輥209接觸。可以使用優選位于輥208附近，以便利用由此提供的片材S表面位置的計量裝置212，以便進一步控制留在片材S上的物質211的量。因此，片材S的一面涂布之后，可以馬上進一步地和精確地控制留在片材S上的物質211的量，以便在片材S表面上保留有所希望量的物質。因此，如果希望的話，如通過朝輥208的移動，可以調節計量裝置212，借此減少了留在片材S上的物質211的用量。從片材S上除去的過量的物質211優選收集在槽210中。另一方面，如果希望的話，留在片材S上的物質211的量可以通過對計量裝置212的調節而得以增加，如通過增加計量裝置212與輥208的距離而得以增加。此外，可以用計量裝置212來實現物質211所希望的滲透進入片材S，如通過對裝置212的調節而將壓力施加至片材表面上。
根據所述的實施方案，使片材S通過涂布輥209，以致使片材S的第二表面與涂布輥209接觸。對涂布輥209進行這樣的設置，以致使如果希望的話，所述涂布輥209可以部分地或全部地浸入包含在槽213中的物質214中。通過泵(末示出)將物質214加入槽213中。可以通過所述泵來控制槽213中物質214的液位，以致使當涂布輥209在槽213中旋轉時，輥209的表面用希望量的物質214進行涂布。因此，當片材S的第二表面與輥209接觸時，輥209將對片材S的第二表面進行涂布。此外，通過改變輥的速度，可以控制片材S與輥209保持接觸的時間，因此，控制了施加至片材S上的物質214的用量。另外，也可以控制輥的速度，以便通過輥209將希望的壓力施加至片材S的第二表面上，以便取得物質214希望的浸透量。正如輥207的情況一樣，在對片材S的第二表面進行涂布時，對于在輥209和片材S之間使用接觸來說，沒有任何限制。另外，也按照輥207上面所述的，非輥技術可以用來涂布第二表面。
優選在接近涂布輥209處提供第二計量裝置216，以便精確地控制留在片材S第二面上的物質214的量。因此，如果希望的話，可以使片材S通過計量裝置216，以致使片材S的第二表面與計量裝置216相接觸。盡管在圖2優選的實施方案中所示，作為不同于計量裝置212的不同的實施方案，但如果希望的話，計量裝置212和216可以具有相同的作用。另外，如計量裝置212設置在輥209之后那樣，計量裝置216可以設置在逆向輥附近，和/或如果希望的話，計量裝置212可以設置在除了在逆向輥附近的位置。
然后，優選的是，使片材S經受B-固化處理或其它的調理步驟，以便如通過干燥或固化優選地調節物質211和214。為此，可以使片材S通過調溫器215。如果希望的話，可以對調溫器內的環境進行控制，以致使，可以在片材S的對立面上或在調溫器215內的不同位置保持不同的溫度，壓力，催化劑等，以便促進物質211和214的有效固化。由于物質211和214可以是不同的物質，因此，希望控制調溫器215內的環境，以致使物質211和物質214根據其相應希望的特性而被固化。為此，例如可以在調溫器215的不同部分提供不同的加熱元件，以致使調溫器215的一部分更適合于固化物質211，而調溫器215的另一部分更適合于固化物質214。例如，當將隔離劑如藻酸鈉用作物質211時，希望將藻酸鈉保留在片材S的表面上，并因此希望如通過一開始就使藻酸鈉暴露在更高的溫度下而更迅速地使之固化。因此，為了有區別地對兩個表面進行加熱，可以在片材S的不同表面上提供不同的加熱元件。例如，可以在第一面上提供冷卻表面，而在第二面上提供加熱表面。
此外，如果希望的話，當與精確控制的施加本發明的各種涂布材料結合使用時，可以計算最佳溫度或其它調節特性，以致使物質211和物質214被固化成允許的程度。可以根據片材S的最終用途，確定固化的允許程度。例如，根據特定的用途，為了得到施加至片材S第二面上的物質214更好的固化，可能允許的是，對片材S第一面上的物質211進行更少程度的固化。
盡管將調溫器215描述為單一的裝置，但如果希望的話，可以使用一系列裝置來取得物質所希望的固化。例如，所述系列的裝置可以是調溫器，冰箱，濕潤裝置，干燥裝置等的組合。此外，還希望的是，對調溫器內的各種條件如溫度，壓力，濕度等進行控制，以便取得所希望的結果，如物質211和214之一或兩者在片材S中所希望的滲透。
在優選的實施方案中，片材S為層壓材料，如牛皮紙，它是在制備層壓材料時使用的，所述層壓材料如裝飾層壓材料和/或襯里層。此外，盡管片材S優選繞成卷筒形式，但對于本發明而言，片材進行如此的卷繞不是必需的。
正如所指出的那樣，物質211可以是任何物質。然而在優選的實施方案中，物質211是在最終產品制備過程中具有希望特性的物質。例如，在層壓材料的制備過程中，希望用隔離劑在一面上，即在面對其它層壓組件的一側上，對各層壓組件的最外層進行涂布，以致使在高溫高壓下進行固化期間，層壓組件彼此不相互粘結，因此，在制備期間無需使用隔離膜。常用的隔離劑是藻酸鈉，如由Monsanto公司制備的kelgin，業已發現，所述隔離劑能提供優異的脫模性能或防交聯性能。然而，在不脫離本發明范圍下可以使用任何隔離劑。此外，在不脫離本發明范圍下，可以將在制備過程中提供希望特性的其它物質，如潤滑劑，濕潤劑，干燥劑等用作物質211。
同樣地，物質214可以是任何物質。在優選的實施方案中，物質214是在最終產品中提供希望特性的物質。例如，在層壓材料中，常常希望用酚醛樹脂對層壓組件的層進行涂布，以便提供與其它層壓材料的結構粘結。因此，在上述例子中，在片材S的一個面上用隔離劑對其進行涂布，而在另一面上用酚醛樹脂進行涂布，因而，在上述例子中，物質211和214為不同的物質。
計量裝置212可以是能精確控制留在片材S第一面上的物質211的量的任何裝置。在優選的實施方案中，計量裝置212為用來控制片材S第一面上涂層的氣刀，即通過從片材S第一表面上除去過量的物質211的涂層而精確留在表面上涂布材料量的氣刀。因此，在優選的實施方案中，計量裝置212包含在壓力下以一定的角度從縫形氣嘴噴射至片材S的涂布表面上的氣體層。因此，當片材S被支承在移動載體如逆向輥208上時，氣體層將投射至片材S上，結果是，氣體將以一角度沖擊片材S，以致使希望量的物質211可以從片材S上除去。
可以通過控制吹過片材S表面上氣體的多少，吹過片材S表面的氣體的力，氣體層沖擊片材S表面的角度，和/或氣刀與片材S的表面接合的時間，即片材移動通過氣刀時的速度和/或在涂布物質施加和氣刀接合之間的輸送時間，來調節留在片材S上物質211的量。例如，通過增加計量裝置212與輥208的距離，可以增加留在片材S第一面上物質211的量，這是因為優選實施方案的氣刀的氣體層對片材S表面的沖擊力被減少而造成的。因此，優選的實施方案包括一組螺桿調節器，所述調節器設置在計量裝置212末端處，以便調節其與片材S的距離。然而，可以使用任何裝置來調節計量裝置與片材S表面之間的距離，例如，氣動機械調節器，偏心器和跟隨器，電動調節裝置如計算機控制的伺服機械等。此外，可以對通過優選實施方案的計量裝置212施加的氣壓進行調節，從而控制片材S以特定前進速度通過涂布裝置時，滲透入片材S上的物質211的量。例如，當隔離劑涂布至片材S的第一面上時，希望隔離劑基本上留在片材的表面上，從而有利于通過砂磨將其除去。因此，在片材S的前進速度為5-300英尺/分時，通過將由計量裝置212施加的氣壓控制在0.25-5psi之間，優選實施方案的藻酸鈉隔離劑可以基本保留在片材的表面上。
在圖2中說明的優選實施方案的計量裝置216為圖4中示出的桿或棒的形式，所述的桿或棒拖延片材S的表面。在計量裝置40上可以提供凹槽41，以致使當片材S通過棒40時，某些物質214可以從片材S上除去。通過改變計量裝置上凹槽41的間距42，留著在片材S上的物質214的量可以得到控制。例如，當計量裝置沒有凹槽并且是基本平滑時，可以從片材S上除去大量物質214。另一方面，通過在計量裝置216上提供凹槽并且對其大小43和間距42進行選擇，可以減少從片材S除去的物質214的量。盡管已根據還凹槽的棒對上述計量裝置216進行了討論，但就此用途而言，可以使用能對涂布材料進行希望的精確控制的任何裝置。
希望的是，優選實施方案的隔離劑絕大多數留著在牛皮紙的表面上。因此，計量裝置212優選是氣刀，這是因為，業已發現，與其它計量裝置相比，如與上述的還凹槽的棒相比，氣刀將提供特別優異的精度。另一方面，希望優選實施方案的酚醛樹脂滲透入片材S中，以致使片材基本上被酚醛樹脂浸漬，但沒有使片材飽和至這樣的程度，即第二物質被污染，排斥，或其它的負面影響。因此，計量裝置216優選是帶凹槽的棒，這是因為帶凹槽的棒另外還將促進酚醛樹脂以希望量滲透入片材S中。
如上所述，可以對用于控制片材S通過量的輥或其它機械的速度進行控制，以便用希望量的物質211和214對片材進行涂布。在優選的實施方案中，輥以5-300英尺/分的速度旋轉，以致使可以將希望量的物質211和214涂布至片材上。
此外，由于物質211施加至片材S的第一面上，因此，在將物質214涂布至第二表面上之前，片材S可能會發生卷曲或發生其它的物理變化。因此，必須進一步地控制輥的速度，以便阻止片材S的所述不希望的物理改變。另外，通過控制留著在片材S第二表面上的物質214的量，還可以用計量裝置216來幫助阻止這些物理改變的不希望的作用，如上述的卷曲。
將相同量的隔離劑施加至片材S的整個表面上，以便給片材的表面提供物質，如優選實施方案隔離劑的均勻涂層，這將是所希望的。因此，涂布輥207必須用物質211均勻地涂布，并因此在槽210中的物質211的量優選進行精確地控制，以便沿一段片材S提供涂布物質恒定的輸送。在優選的實施方案中，施加至片材S上的藻酸鈉的量取決于特定的用途為0.5-5克/英尺2然而，被片材S吸收的酚醛樹脂從第二面滲透至片材S的第一面，這將是不希望的。通常，被片材S吸收的第二次施加的物質214的量至少在一定程度上取決于第一次施加的物質211的吸收量。因此，在優選的實施方案中，根據本發明，在對作為隔離劑的酚醛樹脂進行控制，以便基本留著在片材的表面上之前，將隔離劑涂布至片材S的表面上，因此限制了其與施加的第二物質的相互作用。然而，并不是隔離劑必需首先施加，并且在不脫離本發明范圍的前提下，酚醛樹脂可以在隔離劑之前施加。
此外，可以通過控制調溫器215中的各種參數，而對物質211和214的滲透量以及片材S的飽和量進行控制。因此，確定固化片材S所希望的固化周期，以便得到各種物質所需的飽和量，這將是所希望的。例如，為了取得所希望的固化，片材S可以通過不同的固化階段，以致使，第一階段給第一種物質的固化提供最佳的環境，所述第一種物質如易于不希望的遷移的物質，而第二階段給另一種物質，如很少會遷移的物質的固化提供最佳的環境。
在優選的實施方案中，隔離劑與酚醛樹脂的比例約為1∶2。然而，該比例可以根據層壓材料的最終用途而改變。例如，當層壓材料用作計算機面板時，該比例可以不同于當該層壓材料用作地板或用途襯里層時的比例。此外，隔離劑的用量可以在1-15％之間而酚醛樹脂的用量可以在15-30％之間。
在本發明另一實施方案中，可以利用相同的物質對片材S的兩面進行涂布。例如，可以在片材S的兩面上用酚醛樹脂進行涂布，借此，無需將層壓材料的片材浸入酚醛樹脂的槽中，而現有技術需要進行這樣的操作。在該實施方案中，利用本發明，解決了如上所述當將牛皮紙浸在裝有酚醛樹脂的槽中時，由于浸漬牛皮紙所產生的問題。例如，利用在此所述的逆輥涂布，以便用酚醛樹脂對牛皮紙進行浸漬時，消除了產生煙霧所造成的問題以及酚醛樹脂費料所造成的問題。此外，在逆輥涂布中使用的輥將有助于酚醛樹脂以希望量浸入片材S中。
圖3示出已用不同物質在兩面上進行涂布的優選實施方案片材的簡圖。如圖所示，物質31涂布至片材30的一個面上，以致使物質31基本留在片材30的表面上。如圖所示，利用以希望量滲透入片材30中的物質32在片材30的反面上進行涂布。
為將設備20調節至希望的設置，以便能以根據優選實施方案的適當比例對表面進行涂布，首先確定片材S的絕干重量。然后，利用物質211對片材S的一面進行涂布，并對計量裝置212和調溫器215進行調節，直至設備20能將物質211固化至希望的程度，如根據對涂布的片材S的重量和片材S的絕干重量進行對比而確定的物質211的希望的百分重量。然后只在第二面上用物質214進行處理，并對計量裝置216和調溫器215進行調節，直至設備20能將物質214固化至希望的程度，如根據對涂布的片材S的重量和片材S的絕干重量進行對比而確定的物質214的希望的百分重量。此外，除計量裝置和調溫器215內的環境以外，可以精確地控制片材S的通過速度，一開始在片材S表面上沉積的物質量以及其它操作條件，以便取得希望的結果。
可以提供監控裝置，如密度傳感器，照相機，或其它光學傳感器，甚至各種接觸傳感器，以便監控片材S上不同物質的量，以及監控在制備期間片材的厚度，以便提供具有希望厚度和特性的片材。該監控裝置優選周期性地監測出自調溫器215的片材S，并提供對于控制涂布和固化過程有用的信息。
此外，可以使設備20包括多于兩個槽并對設備20進行調節，以致使，當希望時可以使用相同的設備，用不同的物質對片材進行涂布。例如，可以用輥203在片材S上涂布不同的物質，并因此調節輥217，以致使，片材S可以繞過物質211。在另一方案中，如果希望的話，可以只使用兩個槽，但提供排出裝置，以便從一個槽中排出一種物質，并且當要施加新的涂布物質時，通過泵用不同的物質填充該槽。
應理解的是，通過精確控制隔離劑的量并使之保持在第一表面上，以便使第二物質浸泡片材S，并因此由于更多的隔離劑處于表面上，因此將改善脫模性，在優選實施方案中所述的雙面涂布設備和方法將提供更好的脫模性能。因此，在壓制之后將容易分離層壓組件。此外，在優選的實施方案中，通過利用更多量的酚醛樹脂對片材S進行浸漬，將易于使隔離劑留在片材S的表面上，因此，與需要除去所有隔離劑的片材相比，無需進行更多的砂磨。通過消除不希望的材料費用，這將降低成本。此外，提供脫模性能的片材由于優選實施方案的酚醛樹脂還提供結構交聯。由于從連接片材處酚醛樹脂的遷移并不是層壓組件片材結構結合的唯一來源，因此提供了更好的結構交聯。
在優選實施方案中描述的本發明在層壓材料的制備過程中，在層壓組件壓制期間，無需使用隔離膜。因此，就原料成本，加工成本，費用等而言，本發明可以大大地節省開支。
盡管已詳細地描述了本發明及其優點，但應理解的是，在此，在不脫離所附權利要求限定的本發明精神和范圍的情況下，可以作出各種改變，替代和變更。此外，本申請的范圍并不局限于在說明書中描述的過程，機械，制備，物質的組成，裝置，方法和步驟的特定實施方案。正如本領域普通技術人員根據本發明披露的內容將容易理解的那樣，根據本發明可以采用現存在的或隨后將開發出的執行與在此所述相應實施方案基本相同作用或取得基本相同結果的過程，機械，制備，物質組成，機構，方法或步驟。因此，所附權利要求將所述的過程，機械，制備，物質組成，機構，方法或步驟包括在其范圍之內。
權利要求
1.一種對用于制備最終產品的片材進行涂布的方法，包括如下步驟用第一物質對所述片材的第一表面進行涂布，所述第一物質在所述制備方法中提供希望的特性；和用第二物質對所述片材的第二表面進行涂布，所述第二物質在所述最終產品中提供希望的特性。
2.權利要求1的方法，還包括如下步驟將所述的片材卷筒解卷并沿多個輥子輸送所述解卷的片材，其中至少一根輥子適于保持所述片材的均勻張力。
3.權利要求2的方法，還包括如下步驟對所述許多輥子的速度進行控制，以便調節施加到所述片材的所述第一表面和第二表面上的所述第一物質和第二物質的量。
4.權利要求3的方法，還包括如下步驟在第一容器中儲存所述第一物質并使第一涂布輥在所述第一容器中旋轉，以致使所述第一涂布輥涂有一層所述的第一物質。
5.權利要求4的方法，還包括如下步驟以所述片材所希望的飽和量為基礎，確定施加至所述片材所述第一表面上的所述第一物質的量，以便使得所述片材吸收希望量的所述第二物質。
6.權利要求5的方法，還包括如下步驟通過設置接合機械控制施加至所述片材的所述第一表面上的所述第一物質的量，以便在所述片材上提供一偏值，以致使所述片材以選擇的壓力值與所述第一涂布輥接合。
7.權利要求6的方法，還包括如下步驟從所述片材的所述第一表面上除去過量所述確定量的所述第一物質。
8.權利要求7的方法，還包括如下步驟以預定的角度將氣壓施加至所述片材的所述第一表面上，以便使所述第一物質基本保持在所述片材的所述第一表面上。
9.權利要求5的方法，還包括如下步驟將所述第二物質儲存在第二容器中，并使第二涂布輥在所述第二容器中旋轉，以致使所述第二涂布輥涂有一層所述的第二物質。
10.權利要求9的方法，還包括如下步驟確定施加至所述片材的所述第二表面上的所述第二物質的量，以便在不與所述第一物質產生不希望相互作用下用希望量的所述第二物質飽和所述的片材。
11.權利要求10的方法，還包括如下步驟將壓力施加至所述片材的所述第二表面上，以便實現所述第二物質對所述片材希望量的滲透作用。
12.權利要求10的方法，還包括如下步驟從所述片材的所述第二表面上除去過量所述確定量的所述第二物質，以便保持所述第二物質對所述片材希望量的滲透作用。
13.權利要求12的方法，還包括如下步驟提供帶許多預定間距凹槽的計量裝置，以便從所述片材的所述第二表面上除去過量所述預定量的所述第二物質。
14.權利要求1的方法，還包括如下步驟確定使所述第一物質固化的第一調節特性，以便使所述第一物質基本上保持在所述片材的所述第一表面上，而沒有滲透入所述片材中。
15.權利要求14的方法，還包括如下步驟確定使所述第二物質固化的第二調節特性，以便取得所述片材希望的飽和量。
16.權利要求15的方法，還包括如下步驟通過提供所述的第一調節特性而使所述第一物質固化，通過提供所述第二調節特性而使所述的第二物質固化。
17.權利要求15的方法，還包括如下步驟通過固化裝置使所述第一物質和第二物質固化，其中所述的固化裝置提供選擇的第三調節特性，從而基本上實現了使所述第一物質保持在所述第一表面上，并且保持所述第一和第二調節特性的所述第二物質的所述希望的飽和量。
18.權利要求15的方法，其中所述第一和第二調節特性由固化裝置提供。
19.權利要求1的方法，其中所述片材是牛皮紙頁。
20.權利要求1的方法，其中所述第一物質是隔離劑。
21.權利要求1的方法，其中所述第一物質是潤滑劑。
22.權利要求1的方法，其中所述保護物質為濕潤劑。
23.權利要求1的方法，其中所述第一物質為干燥劑。
24.權利要求1的方法，其中所述第一物質為隔離劑，并且其中所述的隔離劑具有優異的脫模性能和防交聯性能。
25.權利要求24的方法，其中所述隔離劑為藻酸鈉。
26.權利要求24的方法，其中所述隔離劑選自脂肪酸，脂肪酸鹽，胺，酰胺和酯。
27.權利要求1的方法，其中所述第二物質提供與層壓組件第二片材的機械連接。
28.權利要求27的方法，其中所述第二物質為酚醛樹脂。
29.權利要求1的方法，其中所述第二物質選自蜜胺甲醛樹脂，PVA，丙烯酸類樹脂，聚酯，以及水基熱固性樹脂。
30.權利要求1的方法，其中所述最終產品為層壓材料。
31.權利要求1的方法，其中，在所述第二物質施加至所述第二表面上之前，將所述第一物質施加至所述第一表面上。
32.權利要求1的方法，其中所述第二物質不同于所述第一物質。
33.權利要求1的方法，還包括如下步驟精確地控制施加至所述片材的所述第一表面和第二表面上的所述第一物質和第二物質的量，以便使所述第一物質基本保持在所述第一表面上。
34.權利要求1的方法，還包括如下步驟精確地控制施加至所述片材的所述第一表面和第二表面上的所述第一物質和第二物質量，以便使所述第二物質能以預定量滲透入所述片材中。
35.權利要求1的方法，還包括如下步驟精確地控制施加至所述片材的所述第一表面和第二表面上的所述第一物質和第二物質量，以便以希望的量用所述第二物質飽和所述片材。
36.一種層壓材料的生產方法，包括如下步驟用隔離劑對第一牛皮紙的第一表面進行涂布；和用粘結劑對所述第一牛皮紙的第二表面進行涂布。
37.權利要求36的方法，其中所述粘結劑為酚醛樹脂。
38.權利要求36的方法，其中所述粘結劑選自蜜胺甲醛樹脂，PVA，丙烯酸類樹脂，聚酯，和水基熱固性樹脂。
39.權利要求36的方法，其中所述第一涂布步驟包括如下步驟使所述第一牛皮紙與第一涂布機接合，以便用控制量的所述隔離劑涂布所述牛皮紙的所述第一表面。
40.權利要求39的方法，其中所述第一涂布步驟還包括如下步驟使第一計量裝置與所述第一牛皮紙接合，以便從所述第一表面上除去確定量的所述隔離劑，從而使所述控制量的隔離劑的希望量留在所述第一表面上。
41.權利要求40的方法，其中所述第二涂布步驟包括如下步驟使所述第一牛皮紙與第二涂布機接合，從而將控制量的所述粘結劑涂布至所述牛皮紙的所述第二表面上。
42.權利要求41的方法，其中所述第二涂布步驟還包括使所述第一牛皮紙與第二計量裝置接合，從而從所述第二表面上除去確定量的所述粘結劑，以便根據在所述第二表面上的所述控制量的粘結劑的剩余部分的所述粘結劑給所述牛皮紙提供希望量的滲透。
43.權利要求42的方法，還包括如下步驟使所述第一牛皮紙暴露至調節裝置中，通過提供適合于給所述隔離劑和所述粘結劑提供希望特性的調節特性而對所述隔離劑和所述粘結劑進行調節。
44.權利要求43的方法，還包括如下步驟調節所述牛皮紙的通過速率，以便適當地將所述隔離劑和所述粘結劑施加至所述牛皮紙上。
45.權利要求44的方法，其中所述的調節步驟包括如下步驟調節所述牛皮紙的所述通過速率，以便通過所述調節裝置能適當調節所述的隔離劑和所述的粘結劑。
46.權利要求36的方法，其中所述的隔離劑為藻酸鈉。
47.權利要求36的方法，其中所述隔離劑選自脂肪酸，脂肪酸鹽，胺，酰胺和酯。
48.權利要求36的方法，還包括如下步驟確定施加至所述第一牛皮紙的所述第一表面上的所述隔離劑的量，以便使希望量的所述粘結劑能被所述牛皮紙吸收。
49.權利要求48的方法，還包括如下步驟確定施加至所述第一牛皮紙的所述第二表面上所述粘結劑的量，以便在不對所述隔離劑產生負面影響的條件下使至少一部分所述的牛皮紙飽和。
50.權利要求43的方法，其中所述曝露步驟包括如下步驟在所述曝露步驟期間控制第一調節特性，從而使所述隔離劑基本保持在所述牛皮紙的所述第一表面上。
51.權利要求50的方法，其中所述曝露步驟還包括如下步驟在所述曝露步驟期間控制第二調節特性，從而防止所述粘結劑滲至所述牛皮紙的所述第一表面上。
52.權利要求43的方法，其中所述曝露步驟還包括如下步驟控制所述牛皮紙暴露于所述調節裝置中的速度；并保持所述調節裝置的調節特性，從而防止所述粘結劑滲至所述牛皮紙的所述第一表面上，并使所述隔離劑的所述希望量基本保持在所述牛皮紙的所述第一表面上。
53.權利要求43的方法，其中所述的調節裝置選自爐子，冷凍裝置，濕潤裝置，和干燥裝置。
54.權利要求36的方法，還包括如下步驟確定施加至所述第一牛皮紙上所述隔離劑和所述粘結劑的比例，以便當進行處理時所述第一表面能與另一表面進行適當的分離，并防止所述粘結劑滲透至所述第一牛皮紙的所述第一表面上。
55.權利要求54的方法，其中，分別施加至所述第一牛皮紙的所述第一和第二表面上的所述隔離劑和所述粘結劑的所述比例約為1∶2。
56.權利要求36的方法，還包括如下步驟確定施加至所述第一牛皮紙上所述隔離劑的量，以便給所述第一牛皮紙提供希望的隔離性能。
57.權利要求36的方法，其中所述隔離劑在所述粘結劑施加至所述第二表面上之前施加至所述第一表面上，以便防止所述粘結劑以超出希望量滲透入所述的牛皮紙中。
58.一種對在最終產品的制備過程使用的片材進行雙面涂布的設備，包括第一涂布機，其中所述的第一涂布機包含在所述制備方法中提供希望特性的第一物質，并且其中所述的第一涂布機適合于用所述第一物質涂布所述片材的第一表面；適于從所述片材的所述第一表面除去部分所述第一物質的第一計量裝置，借此精確地控制所述第一表面上的所述第一物質的量；在所述最終產品中提供希望特性包含第二物質的第二涂布機，其中所述的第二涂布機適于用所述第二物質涂布所述片材的所述第二表面；適于從所述片材的所述第二表面除去部分所述第二物質的第二計量裝置，借此精確地控制所述第二表面上的所述第二物質的量；和在可控條件下固化所述涂布片材的裝置，以便提供所述第一物質和所述第二物質的同時固化。
59.權利要求58的設備，還包含通過所述第一涂布機，控制施加至所述片材的所述第一表面上的所述第一物質量的第一裝置，其中，用于控制的所述第一裝置布置在靠近所述第一涂布機處。
60.權利要求59的設備，還包含通過所述第二涂布機，控制施加至所述片材的所述第二表面上的所述第二物質量的第二裝置，其中，用于控制的所述第二裝置布置在靠近所述第二涂布機處。
61.權利要求58的設備，其中所述的第一涂布機是以5-300英尺/分的速度旋轉的輥子，以便用希望量的所述第一物質對所述片材的所述第一表面進行涂布。
62.權利要求58的設備，其中所述的第一涂布機是適合于用1-20克/英尺2的所述第一物質對所述片材的所述第一表面進行涂布的噴嘴。
63.權利要求59的設備，其中用于控制的所述第一裝置是適合于在所述片材上施加希望壓力0-100psi的壓輥，以便使所述片材取得希望的飽和量。
64.權利要求58的設備，其中所述第一計量裝置是氣刀，其中所述氣刀在所述片材5-300英尺/分的前進速率下施加0.25-5psi的壓力，以便使所述第一物質基本保持在所述片材的所述第一表面上。
65.權利要求58的設備，其中所述第一計量裝置是帶凹槽的刮刀，其中凹槽的尺寸約為0.5-40標準尺寸(gauge)并且凹槽的間距約為0.035-0.118英寸。
66.權利要求58的設備，其中所述的第二涂布機為以5-300英尺/分的速度旋轉的輥子，以便用希望量的所述第二物質對所述片材的所述第二表面進行涂布。
67.權利要求58的設備，其中所述的第二涂布機是適合于用1-20克/英尺2的所述第二物質對所述片材的所述第二表面進行涂布的噴嘴。
68.權利要求60的設備，其中用于控制的所述第二裝置是適合于在所述片材上施加約0-100psi壓力，以便使飽和量在15-30％之間的輥子。
69.權利要求58的設備，其中所述第二計量裝置是氣刀，其中所述氣刀在所述片材5-300英尺/分的前進速率下施加0.25-5psi的壓力，以便實現所述片材的所述第二物質15-30％的滲透量。
70.權利要求58的設備，其中所述第二計量裝置是帶有9-28凹槽/英寸的刮刀，其中所述凹槽的尺寸約為15-40標準尺寸，并且凹槽的間距約為0.035-0.118英寸。
71.權利要求58的設備，其中用于固化的所述裝置為爐子，其中在所述爐子中的溫度約為250-350°F，以便使所述第一物質和第二物質實現希望的固化。
72.權利要求58的設備，其中用于固化的所述裝置是一系列爐子，其中分3-5段使溫度從250°F升溫至350°F，以便實現希望的固化。
73.權利要求58的設備，其中所述的片材為牛皮紙。
74.權利要求58的設備，其中所述第一物質選自隔離劑，潤滑劑，濕潤劑和干燥劑。
75.權利要求58的設備，其中所述的第一物質為隔離劑。
76.權利要求58的設備，其中所述的隔離劑為藻酸鈉。
77.權利要求75的設備，其中所述的隔離劑選自脂肪酸，脂肪酸鹽，胺，酰胺和酯。
78.權利要求58的設備，其中所述第二物質為粘結劑。
79.權利要求78的設備，其中所述粘結劑為酚醛樹脂。
80.權利要求58的設備，其中所述第二物質選自蜜胺甲醛樹脂，PVA，丙烯酸類樹脂，聚酯樹脂，以及水基熱固性樹脂。
81.權利要求58的設備，其中所述最終產品為層壓材料。
82.權利要求58的設備，還包含在用于固化的所述裝置內控制第一固化特性的裝置，以便使所述第一物質基本保持在所述片材的所述第一表面上。
83.權利要求82的設備，還包含在用于固化的所述裝置內控制第二固化特性的裝置，以便防止所述第二物質滲至所述片材的所述第一表面上。
84.權利要求58的設備，其中所述第二物質在所述第一物質施加至所述片材的所述第一表面上之后施加至所述第二表面上，以防止所述第二物質使所述片材飽和，借此，防止所述的第一物質留在所述片材的所述第一表面上。
85.一種在最終產品制備中使用的牛皮紙，包含在所述制備方法中提供希望特性并涂布有第一物質的第一表面；和在所述最終產品中提供希望特性并涂布有第二物質的第二表面。
86.權利要求85的牛皮紙，其中所述的第一物質為隔離劑。
87.權利要求85的牛皮紙，其中所述的第二物質為酚醛樹脂。
88.權利要求85的牛皮紙，其中所述的第一物質選自潤滑劑，濕潤劑，干燥劑，以及隔離劑。
89.權利要求85的牛皮紙，其中所述第二物質選自蜜胺甲醛樹脂，PVA，丙烯酸類樹脂，聚酯樹脂，和水基熱固性樹脂。
90.權利要求85的牛皮紙，其中將所述牛皮紙設置在至少鄰近第二牛皮紙處，其中所述牛皮紙的所述第二表面與所述第二牛皮紙接觸，形成第一層壓組件，其中所述的第一組件設置成鄰近第二層壓組件，以致使，所述牛皮紙的所述第一表面鄰近所述第二層壓組件的第一物質的涂布表面，其中，將所述第一和第二層壓組件復合物暴露至高壓下，并使處理過的第一組件與處理過的第二層壓組件分離。
91.權利要求85的牛皮紙，其中所述牛皮紙施加至選自裝飾層和襯里層的表面上。
92.權利要求85的牛皮紙，其中，在層壓材料的制備過程中，所述牛皮紙給層壓組件提供隔離性能。
93.權利要求92的牛皮紙，其中所述的牛皮紙已涂有預定量的隔離劑，以便提供所述的隔離性能。
94.權利要求85的牛皮紙，其中所述的第一物質基本上留在所述牛皮紙的所述第一表面上。
95.權利要求85的牛皮紙，其中所述第二物質以希望量滲透入所述牛皮紙中。
全文摘要
本發明披露了一種對層壓材料進行雙面涂布的設備和方法,其中,層壓材料的一面用一種物質涂布,而第二面用相同或不同的物質進行涂布。可以使用逆輥涂布對層壓材料的片材的兩面進行涂布。所述的方法特別適合于:將在制備過程中提供希望特性的物質施加至層壓材料一面上,和將在最終產品中提供希望特性的物質施加至層壓材料另一面上。例如,隔離劑可以施加至牛皮紙的一面上,而將酚醛樹脂施加至另一面上,借此在層壓材料制備中無需使用隔離膜。
文檔編號D21H23/72GK1266747SQ001036
公開日2000年9月20日 申請日期2000年3月2日 優先權日1999年3月12日
發明者J·L·威廉姆斯, E·索迪里爾, D·M·馬歇爾, R·馬弗提 申請人:普雷馬克Rwp控股公司