Способ изготовления порошкового слоя или гранулированного слоя - RU2595683C2

Чертежи

Описание

Изобретение, в общем, относится к способу изготовления порошкового слоя, или гранулированного слоя, на несущем основании, к установке разбрасывания для изготовления порошкового слоя, или гранулированного слоя, на несущем основании и к строительной панели, изготовленной данным способом.

Недавно были разработаны новые “безбумажные” типы напольных покрытий пола из древесного волокна (“paper free” Wood Fibre Floor, WFF) с твердыми поверхностями, по существу, содержащими однородную смесь из волокон, связующих веществ и износостойких частиц. Данный новый тип панели, названной (Wood Fibre Floor, WFF), раскрыт в WO 2009/065769, которая представляет как изделия, так и способы изготовления такого изделия.

Износостойкие частицы предпочтительно представлены частицами оксида алюминия, связующие вещества представлены термоотверждающимися смолами, такими как аминосмолы, а волокна предпочтительно выполнены на древесной основе. Другими подходящими износостойкими материалами являются, например, кремний или карбид кремния. В большинстве применений в однородную смесь включены декоративные частицы, например, такие как цветовые пигменты. В общем, все эти материалы применяют предпочтительно в сухой форме, в виде порошковой смеси на несущем основании, и отверждают под нагревом и давлением до 0,1-1,0 мм твердого слоя. Порошковую смесь разбрасывают с помощью применяемого устройства, содержащего, например, вращающийся каток с иглами, как раскрыто в WO 2009/124704.

При применении порошковой смеси, содержащей, по существу, однородную смесь волокон, связующих веществ и износостойких частиц, для формирования слоя порошковой смеси на несущем основании, например, способами, описанными в WO 2009/065769 или в WO 2009/124704, одной проблемой, которая может возникнуть, является то, что слой порошковой смеси распределяется на несущем основании неравномерно. Неравномерное распределение порошковой смеси создает поверхность, имеющую различные дефекты. Данные дефекты могут касаться декоративных свойств, например нежелательные цветовые изменения. Из-за нежелательного распределения порошка слой получается неравномерной толщины, что может затруднить образование системы механического замыкания по краям напольной панели. Для гарантирования достаточной минимальной толщины слоя применяют дополнительный порошок, сравнимый с тем, что стало бы возможным разбрасывание порошка одинаковой толщиной, формируя при этом на некоторых участках более толстый слой. Это нежелательно ввиду чрезмерного расхода порошка и проблемы, относящейся к выравниванию панели пола.

Задачей данного изобретения является достижение усовершенствования вышеперечисленных технологий и известного опыта.

Дополнительной задачей некоторых вариантов осуществления раскрытия является обеспечение установки разбрасывания и способа изготовления, что создает улучшенное распределение порошкового слоя, или гранулированного слоя, на несущем основании.

По меньшей мере, некоторые из этих и других задач и преимущества, которые станут очевидными из описания, были решены способом изготовления порошкового слоя, или гранулированного слоя, по первому объекту изобретения. Способ содержит этапы, на которых:

подают порошок, или гранулы, к вращающемуся катку;

подают порошок, или гранулы, в первое вибрационное устройство;

подают порошок, или гранулы, во второе вибрационное устройство, при этом второе вибрационное устройство вибрирует в другом направлении, чем первое вибрационное устройство; и

перемещают несущее основание под первое и второе вибрационные устройства для получения порошкового слоя, или гранулированного слоя, на несущем основании.

При применении первого и второго вибрационного устройства, которое вибрирует в двух разных направлениях, возрастает площадь разбрасывания, улучшается распределение порошка, или гранул, на движущемся несущем основании и получается равномерно распределенный порошковый слой или гранулированный слой.

Вибрированием или вибрацией предусмотрены также вибрационные перемещения. Вибрацией предусматриваются как управляемые, так и неуправляемые вибрационные перемещения. Вибрационное перемещение первого вибрационного устройства может быть прямолинейным. Вибрационное перемещение второго вибрационного устройства может быть прямолинейным, вращательным, круговым и/или эллиптическим. Если вибрационное перемещение второго вибрационного устройства является не прямолинейным, например вращательным, круговым и/или эллиптическим, то второе вибрационное устройство может иметь основное направление вибрации, отличное от основного направления вибрации первого вибрационного устройства.

Способ реализуют предпочтительно в перечисленном порядке.

Первое вибрационное устройство может вибрировать в направлении, по существу, перпендикулярном направлению движения несущего основания.

Второе вибрационное устройство может вибрировать в направлении, по существу, параллельном направлению движения несущего основания.

Первое и/или второе вибрационное устройство может содержать первый и/или второй вибрационный блок. Каждый вибрационный блок предпочтительно содержит сеть, например, с пересекающимися элементами, или сетку, например расширенную металлическую сетку, или нитеобразные элементы, например проволоки или шнуры, которые не пересекаются, т.е. работают параллельно только в одном направлении. Нитеобразные элементы предпочтительно работают в направлении, перпендикулярном направлению вибрации, и предпочтительно вмонтированы в раму. Эффект нитеобразного элемента, работающего только в одном направлении и вибрирующего в направлении, перпендикулярном направлению вибрации, состоит в том, что дополнительно улучшается распределение порошка. Сеть с пересекающимся элементом может создать шнуры в задействованном порошковом слое. В качестве альтернативы сетке и нитеобразным элементам может быть применена плита с несколькими отверстиями. В качестве дополнительной альтернативы может быть применена плита, или лист, без отверстий.

Первый и второй вибрационные блоки предпочтительно вибрируют со смещением фаз, предпочтительно со смещением фаз 180°.

Второе вибрационное устройство может сталкиваться, по меньшей мере, с одним механическим ограничителем.

Способ может дополнительно содержать этап, на котором отверждают порошковый слой, или гранулированный слой, применением тепла и давления. Толщина отвержденного слоя может составлять 0,01-2мм. Толщина отвержденного слоя предпочтительно может быть менее около 1мм и предпочтительно менее около 0,3мм.

Несущим основанием может быть, например, транспортер, строительный картон или древесноволокнистая плита средней плотности, МДФ (MDF board), или древесноволокнистая плита высокой плотности, ДВП (HDF board).

Вторым объектом изобретения является строительная панель, например панель пола, с декоративным поверхностным слоем и/или выравнивающим слоем, изготовленная изложенным выше способом. Строительная панель может содержать подложку, предпочтительно подложку на основе древесных волокон, и декоративный поверхностный слой и/или выравнивающий слой, изготовленный вышеизложенным способом, закрепленный на подложке.

Третьим объектом изобретения является установка разбрасывания для изготовления порошкового слоя или гранулированного слоя, содержащая вращающийся каток и первое и второе вибрационное устройство, способное к вибрации. Второе вибрационное устройство выполнено для вибрации в отличном от первого вибрационного устройства направлении. Установка разбрасывания выполнена так, что порошок, или гранулы, загружаются на несущее основание, которое подается под каток и первое и второе вибрационное устройство.

Первое вибрационное устройство может быть выполнено для вибрации в направлении, по существу, перпендикулярном направлению движения несущего основания.

Второе вибрационное устройство может быть выполнено для вибрации в направлении, по существу, параллельном направлению движения несущего основания.

Первое и/или второе вибрационное устройство может содержать первый и/или второй вибрационный блок. Каждый вибрационный блок предпочтительно содержит сеть, например, с пересекающимися элементами, или сетку, например, из расширенной металлической сетки, или нитеобразных элементов, например проволок или шнуров, которые не пересекаются, работая только в одном направлении. Нитеобразные элементы предпочтительно работают в направлении, перпендикулярном направлению вибрации, и предпочтительно вмонтированы в раму. Первый и второй вибрационные блоки предпочтительно вибрируют со смещением фаз, предпочтительно со смещением фаз 180°. В качестве альтернативы сетке и нитеобразным элементам может быть применена плита с несколькими отверстиями. В качестве дополнительной альтернативы, может быть применена плита, или лист, без отверстий.

Первое вибрационное устройство по одному варианту осуществления размещено выше второго устройства.

Первое вибрационное устройство может иметь крепежное устройство позади катка, как показано в направлении подачи.

Второе вибрационное устройство может иметь крепежное устройство впереди катка, и второе устройство предпочтительно продолжается под катком и под первым устройством.

Предпочтительные варианты осуществления первого, второго и третьего объекта изобретения установлены в подпунктах формулы изобретения ниже и с подробным описанием вариантов осуществления.

Частоты вибрации в вышеуказанных объектах могут находиться в диапазоне от около 5 до около 2000 Гц. Амплитуда вибрационных перемещений в рассмотренных выше объектах может находиться в диапазоне 0,01-10 мм.

Порошок в рассмотренных выше объектах может быть заменен грануляцией.

Рассмотренные выше способы могли бы быть применены в любом производстве строительной панели, при котором на основу наносят сухой порошковый слой.

В дальнейшем раскрытие будет рассмотрено на предпочтительных вариантах осуществления и более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 иллюстрирует вид в перспективе установки разбрасывания по варианту осуществления раскрытия;

Фиг.2 иллюстрирует установку разбрасывания по варианту осуществления раскрытия;

Фиг.3 иллюстрирует установку разбрасывания по варианту осуществления раскрытия;

Фиг.4 иллюстрирует установку разбрасывания по варианту осуществления раскрытия;

Фиг.5 иллюстрирует установку разбрасывания по варианту осуществления раскрытия;

Фиг.6a иллюстрирует сеть.

Фиг.6b иллюстрирует расширенную металлическую сетку.

Фиг.6c иллюстрирует нитеобразные элементы, “бегущие” параллельно.

На фиг.1 показан вид в перспективе установки 1 разбрасывания. Порошковую смесь, или гранулы в контейнере, подают через воронку 2 и загружают на несущее основание 5, например плиту MDF/HDF, поданную конвейерной лентой в направлении 3 подачи и под установку разбрасывания.

Порошковая смесь содержит волокна, предпочтительно древесные волокна, и связующее вещество, предпочтительно термоотверждающееся связующее вещество, такое как меламин. Древесные волокна могут быть как натуральными, неочищенными, очищенными и/или обработанными, содержащими лигнин, так и без лигнина, например α-целлюлозными волокнами или голоцеллюлозой. Может быть также применен состав из очищенных и неочищенных волокон. Порошок имеет размер частиц 1-400 мкм. Порошковая смесь может содержать частицы разных размеров в пределах вышеуказанного диапазона.

В качестве альтернативы, гранулы подают через воронку 2 и загружают на несущее основание 5. Каждая гранула может содержать волокна, предпочтительно древесные волокна, и связующее вещество, предпочтительно термоотверждающееся связующее вещество, такое как меламин. Древесные волокна могут быть как натуральными, неочищенными, очищенными и/или обработанными, содержащими лигнин, так и без лигнина, например α-целлюлозными волокнами или голоцеллюлозой. Может быть также применен состав из очищенных и неочищенных волокон. Гранулы могут иметь размер частиц 50-500 мкм. Гранулы, загружаемые на несущее основание, предпочтительно имеют одинаковый размер.

Фиг.2 показывает вариант осуществления установки разбрасывания. Установка разбрасывания содержит воронку 2, которая подает смесь, или гранулы, к катку 6. Каток предпочтительно снабжен иглами. Игольчатая лента 7, или щетка, удаляет порошок, или гранулы, с катка, при этом порошок, или гранулы, подается к первому вибрационному устройству. Первое вибрационное устройство может содержать первый и второй вибрационный блок, например верхнюю 8 и нижнюю 9 сети. Верхняя и нижняя сети 8, 9 представляют собой предпочтительно тип, показанный на фиг.6а. Первый и второй вибрационные блоки первого вибрационного устройства вибрируют в одном и том же направлении 4, перпендикулярном направлению 3 подачи несущего основания. Вибрационное перемещение первого вибрационного устройства предпочтительно является прямолинейным. Первый и второй вибрационный блок может вибрировать со смещением фаз. Игольчатая лента и каток смонтированы на балке 10.

На фиг.3 показан вариант осуществления установки разбрасывания, содержащей первое и второе вибрационное устройство. Второе вибрационное устройство содержит сетку 11. Сетка 11 предпочтительно представляет собой расширенную металлическую сетку показанного на фиг.6b типа. Второе вибрационное устройство смонтировано на балке 10, которая находится позади катка, в направлении подачи. Первое вибрационное устройство представляет собой тип, описанный выше со ссылкой на фиг.2. Первое вибрационное устройство выполнено над вторым вибрационным устройством. Первое вибрационное устройство содержит, в представленном варианте осуществления, первый и второй вибрационный блок, например верхнюю 8 и нижнюю сеть 9. Верхняя и нижняя сети представляют собой типы, показанные на фиг.6а. Первое вибрационное устройство выполнено для вибрирования в первом направлении, предпочтительно в прямолинейном направлении. Второе вибрационное устройство выполнено для вибрирования во втором направлении, отличном от первого направления. Вибрационное перемещение второго вибрационного устройства может быть прямолинейным, вращательным, круговым или эллиптическим. Первое вибрационное устройство предпочтительно вибрирует в направлении 4, перпендикулярном направлению 3 подачи несущего основания. Второе вибрирующее устройство 11 предпочтительно вибрирует в направлении, параллельном направлению 3 подачи несущего основания. Если вибрационное перемещение второго вибрационного устройства является нелинейным, то основное направление вибрации второго вибрационного устройства является другим и предпочтительно перпендикулярным направлению вибрации первого вибрационного устройства. Первый и второй вибрационные блоки первого вибрационного устройства вибрируют в одном и том же направлении, предпочтительно перпендикулярном направлению 3 подачи несущего основания. Первый и второй вибрационные блоки могут вибрировать со смещением фаз, предпочтительно со смещением 180°.

Альтернативно, второе вибрационное устройство может содержать компонент, содержащий нитеобразные элементы, не пересекающиеся, т.е. “бегущие” параллельно. Компонент представляет собой предпочтительно тип, показанный на фиг.6с. Нитеобразные элементы предпочтительно продолжаются перпендикулярно направлению 3 подачи несущего основания 5. Первое вибрационное устройство представляет собой тип, рассмотренный выше со ссылкой на фиг.3. Первое вибрационное устройство выполнено для вибрирования в первом направлении, предпочтительно в прямолинейном направлении. Второе вибрационное устройство выполнено для вибрирования во втором направлении, при этом отличном от первого направления. Вибрационное перемещение второго вибрационного устройства, в виде компонента, является предпочтительно прямолинейным. Первое вибрационное устройство предпочтительно вибрирует в направлении 4, перпендикулярном направлению 3 подачи несущего основания. Второе вибрационное устройство 11 предпочтительно вибрирует в направлении, параллельном направлению 3 подачи несущего основания.

На фиг.4 показан вариант осуществления установки разбрасывания. Установка разбрасывания содержит первое и второе вибрационное устройство. Первое вибрационное устройство представляет собой тип, рассмотренный выше со ссылкой на фиг.2 и 3, содержащий, например, верхнюю 8 и нижнюю 9 сеть. Второе вибрационное устройство содержит сеть 13. Сеть 13 представляет собой предпочтительно тип, показанный на фиг.6а. Сеть 13 смонтирована на другой балке 14, которая находится перед катком, в направлении подачи. Сеть 13 продолжается под катком и первым вибрационным устройством. Первое вибрационное устройство выполнено для вибрирования в первом направлении, предпочтительно в прямолинейном направлении. Первый и второй вибрационные блоки первого вибрационного устройства вибрируют в одном и том же направлении, предпочтительно перпендикулярном направлению 3 подачи несущего основания. Первый и второй вибрационные блоки могут вибрировать со смещением фаз, предпочтительно со смещением фаз 180°. Второе вибрационное устройство предпочтительно вибрирует в направлении, параллельном направлению 3 подачи несущего основания. Более предпочтительно, второе вибрационное устройство вибрирует с вращательным, круговым или эллиптическим перемещением. Основное направление вибрирования второго вибрационного устройства является другим и предпочтительно перпендикулярным направлению вибрирования первого вибрационного устройства.

Фиг.5 показывает вариант осуществления, в котором оба - первое и второе вибрационные устройства - содержат первый и второй вибрационный блок. Первое вибрационное устройство представляет собой тип, рассмотренный выше со ссылкой на фиг.2 и 3. Второе вибрационное устройство содержит первый и второй вибрационный блок. Первый и второй вибрационный блок второго вибрационного устройства может быть первой и второй сетью 15, 16. Первый и второй вибрационные блоки второго вибрационного устройства вибрируют в одном и тоже направлении, предпочтительно параллельном направлению 3 подачи несущего основания. Альтернативно, первый и второй блоки могут быть первой и второй сеткой, такой как расширенная металлическая сетка, или компонент с параллельными нитеобразными элементами.

Фиг.6а показывает сеть 17. Сеть 17 выполнена из пересекающихся элементов. Элементы переплетены. Элементы предпочтительно пересекаются перпендикулярно друг с другом.

Первое вибрационное устройство предпочтительно содержит сеть 17 типа, показанного на фиг.6а. Первый блок первого вибрационного устройства более предпочтительно содержит сеть 17 типа, показанного на фиг.6а. Второй блок первого вибрационного устройства также содержит предпочтительно сеть 17 типа, показанного на фиг.6а. Первый и второй вибрационные блоки, в виде сетей, предпочтительно вибрируют в прямолинейном направлении, предпочтительнее - перпендикулярном направлению 3 подачи несущего основания 5. Первый и второй вибрационные блоки предпочтительно вибрируют со смещением фаз, например, 180°.

Второе вибрационное устройство также может содержать сеть 17 типа, показанного на фиг.6а. Вибрационное перемещение второго вибрационного устройства, в виде сети 17, является предпочтительно вращательным, круговым или эллиптическим.

Фиг.6b представляет расширенную металлическую сетку 18. Расширенная металлическая сетка содержит отверстия, имеющие форму ромба. Второе вибрационное устройство может содержать расширенную металлическую сетку 18 типа, показанного на фиг.6b. Вибрационное перемещение второго вибрационного устройства, в виде расширенной металлической сетки 18, может быть прямолинейным, вращательным, круговым или эллиптическим.

Фиг.6с представляет компонент 19, содержащий нитеобразные элементы, например проволоку или шнуры, которые не пересекаются. Нитеобразные элементы продолжаются только в одном направлении. Нитеобразные элементы являются параллельно “бегущими”. Нитеобразные элементы вмонтированы в раму 20. Второе вибрационное устройство может содержать компонент 19 типа, показанного на фиг.6с. Второе вибрационное устройство, в виде компонента 19, вибрирует в прямолинейном направлении, предпочтительнее параллельном направлению 3 движения несущего основания 5. Нитеобразные элементы компонента 19 предпочтительно продолжаются в направлении, перпендикулярном направлению 3 движения несущего основания 5.

Установка 1 разбрасывания рассмотренных выше вариантов осуществления может содержать, по меньшей мере, один механический ограничитель 12. Такой механический ограничитель показан на фиг.4. Упомянутый, по меньшей мере, один механический ограничитель 12 может быть эластичным. Второе вибрационное устройство выполнено для столкновения с упомянутым, по меньшей мере, одним механическим ограничителем 12, так что порошок, гранулы или пыль, остающаяся на втором вибрационном устройстве, падает по инерции со второго вибрационного устройства. Таким образом, достигается функция самоочищения второго вибрационного устройства 11, 13, 15, 16. Вибрационное перемещение второго вибрационного устройства 11, 13, 15, 16 обеспечивает прямолинейное несущее основание, и/или плавное перемещение, которое нарушается механическим ограничителем 12, для выполнения функции самоочищения.

В качестве альтернативы обеспечения механического ограничителя, вибрационное движение второго вибрационного устройства 11, 13, 15, 16 в направлении, противоположном направлению подачи, может быть более быстрым, например, в 10-30 раз, чем вибрационное движение в направлении подачи. Таким образом, любой остающийся порошок, гранула или пыль, может спадать со второго вибрационного устройства 11, 13, 15, 16, так что достигается функция самоочищения.

Сетка в первом и втором вибрационных устройствах, в рассмотренных выше вариантах осуществления, может быть заменена плитами с несколькими отверстиями или рамой с проволоками или шнурами, например стальными проволоками, нейлоновыми шнурами, не пересекающимися и бегущими только в одном направлении, предпочтительно перпендикулярном направлению вибрации.

В одном варианте осуществления второе вибрационное устройство содержит плиту или лист. Плита, или лист, может иметь сплошную поверхность, т.е. поверхность без отверстий. Плита, или лист, может быть простирающейся в направлении, параллельном простиранию несущего основания, или может быть наклонена под углом, например, 1-10° по отношению к протяженности несущего основания. Плита, или лист, выполнен с возможностью вибрации. Плита, или лист, может вибрировать в направлении, параллельном направлению подачи несущего основания. Вибрационное движение в направлении, противоположном направлению подачи, предпочтительно быстрее, например, в 20-30 раз быстрее движения вибрации в направлении подачи. Альтернативно, плита, или лист, выполнен для столкновения с механическим ограничителем.

Специалисты в данной области техники понимают, что рассмотренный выше порошок может быть заменен гранулами для формирования гранулированного слоя, и что способ по изобретению может быть применен также для изготовления гранулированного слоя.

В качестве неограничивающего примера, этапы изготовления WFF плиты, по способу изготовления порошкового слоя, рассмотренные выше, могут быть также следующими:

1) Располагают выравнивающий слой, например бумагу, пропитанную термотверждающейся смолой, или состав из древесного порошка и термоотверждающейся смолы размещают на конвейерной ленте. Типичный выравнивающий слой представляет собой два листа бумаги DKB 140.

2) Размещают сверху выравнивающего слоя древесноволокнистую плиту, обычно HDF плиту около 10 мм толщиной, плотностью около 900 кг/м³.

3) Двигают выравнивающий слой и плиту со скоростью около 1-10 м/мин (типичное значение составляет около 3 м/мин) под установкой разбрасывания, где готовую смесь древесных волокон, связующих веществ, твердых частиц и пигмента разбрасывают сверху плиты. Нанесенный порошок может быть в диапазоне около 100-1000 г/м². Обычное значение может быть около 700 г/м².

4) Предпочтительно стабилизируют порошковый слой с помощью влаги и/или тепла.

5) Подают плиту с выравнивающим слоем на обратной стороне и разбросанным порошковым слоем на верхней стороне в пресс.

6) Закрывают пресс и отверждают, под нагревом и давлением, термоотверждающуюся смолу в выравнивающем слое и в порошковом слое. Обычные параметры давления осуществляются около 30 с (например, диапазон около 8-60 с). Оказываемое давление на плиту 40 бар (например, диапазон около 30-60 бар). Температура на верхней и нижней плитах давления - около 170°С (диапазон около 150-220°С). Плиты пресса могут быть гладкими или структурированными, глубина структурирования обычно - около 0,5 мм (например, диапазон около 0-1,5 мм).

В альтернативном примере, после этапа 4, также используют один или более бумажных листов.

Понятно, что имеются многочисленные модификации рассмотренных здесь вариантов осуществления, которые, тем не менее, находятся внутри объема изобретения, установленного прилагаемой формулой изобретения. Например, предполагается, что способом по изобретению на несущее основание может быть нанесено более одного слоя. Так, например, второй порошковый, или гранулированный, слой может быть нанесен сверху первого порошкового, или гранулированного, слоя.

Реферат

Изобретение относится к способу изготовления порошкового слоя или гранулированного слоя из древесных волокон на несущем основании к установке разбрасывания для изготовления порошкового слоя и к строительной панели. В способе изготовления порошкового слоя или гранулированного слоя подают порошок или гранулы к вращающемуся катку (6) и подают порошок или гранулы в первое вибрационное устройство (8, 9). Затем подают порошок или гранулы во второе вибрационное устройство (11), при этом второе вибрационное устройство (11) вибрирует в другом направлении, чем первое вибрационное устройство (8, 9). После этого перемещают несущее основание (5) под первое и второе вибрационные устройства для получения на несущее основание (5) порошкового слоя или гранулированного слоя. Второе вибрационное устройство (11) вибрирует прямолинейно и в направлении, по существу, параллельном направлению перемещения несущего основания (5). Панель пола содержит порошковый слой или гранулированный слой, изготовленный вышеописанным способом. Установка разбрасывания для изготовления порошкового слоя или гранулированного слоя содержит вращающийся каток (6) и первое (8, 9) и второе (11) вибрационные устройства, выполненные с возможностью вибрации. Второе вибрационное устройство (11) выполнено с возможностью вибрации в другом направлении, чем первое вибрационное устройство (8, 9). Второе вибрационное устройство (11) выполнено с возможностью осуществления вибрации прямолинейно и в направлении, по существу, параллельном направлению движения несущего основания (5). Установка разбрасывания выполнена так, что порошок или гранулы загружаются на несущее основание (5), которое подано под каток (6) и первое и

Формула