專利名稱：防水層壓制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防水層壓制品。更具體地說，本發(fā)明涉及能經(jīng)受環(huán)境條件的防水層壓制品產(chǎn)品。以例舉的方法貫穿下面公開的內(nèi)容討論地板，熟悉此技術(shù)領(lǐng)域的普通專業(yè)人員可以很容易地懂得，本發(fā)明的層壓制品可以應(yīng)用于廣泛的用途。
由于近年來模仿天然材料的能力得到大幅度的改進(jìn)，裝飾層壓制品得到廣泛的應(yīng)用。例如，裝飾層壓制品在家具、櫥柜和柜臺面層的制造方面已經(jīng)取代了天然材料。在所有這些應(yīng)用中，將裝飾表面施于底材上，即膠合板、刨花板、粗紙板、中密度纖維板等。一般來說，背層固定于底材的相反側(cè)。由于使用裝飾層壓制品的家具、櫥柜和柜臺面層一般不會遇到破壞性的環(huán)境因素，所以裝飾層壓制品對濕氣的反應(yīng)性質(zhì)不是一個主要問題。
但是，并非所有的裝飾層壓制品對暴露于濕氣中的環(huán)境可以很容易地控制和檢測。例如，地板常暴露于可以損壞地板的二元的對抗環(huán)境中。明確地說，所有的地板暴露于地板之上的“A環(huán)境”(即通常在家庭和辦公室中常遇到的可控的環(huán)境)以及在地板之下的“B環(huán)境”(即位于地板之下的地板、混凝土以及電線和管道通過的狹窄空間的環(huán)境)。但是大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)的地板不是為了在對抗的A和B環(huán)境之間而設(shè)計的?，F(xiàn)有技術(shù)的地板的設(shè)計用于對抗的A和B環(huán)境時，為應(yīng)付二元環(huán)境，要使用貴重和/或龐大的結(jié)構(gòu)。
在

圖1中，地板10通常用裝飾層12、底材13和背層14制造。裝飾層12通常暴露于A環(huán)境中，這一般不會有B環(huán)境所面對的背層14，隨后會影響到底材13的許多問題。裝飾層12通常由兩層浸有酚醛樹脂的牛皮紙16，18、圖案層20和含耐磨AlO2的三聚氰胺貼面層22組成。背層14從底向上通常由浸有三聚氰胺的紙24和兩層浸有酚醛樹脂的牛皮紙26，28組成。如上所述，底材13可以選自許多材料，即膠合板、刨花板、粗紙板、中密度纖維板等。
熟悉此技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員肯定會懂得，上面討論的裝飾層和背層純粹是一舉例。裝飾層和背層可取各種形式，可以使用各種配合的層壓制品層。
盡管浸有三聚氰胺的紙可以屏蔽水，但是當(dāng)暴露于水蒸氣或相對濕度(當(dāng)水從濕地板或混凝土逸出時常出現(xiàn)這種情況)下三聚氰胺層常發(fā)生不利的反應(yīng)。同樣地，酚醛層，甚至大多數(shù)底材，在暴露于水分時常常常常發(fā)生明顯的膨脹。
鑒于通常使用的地板結(jié)構(gòu)，當(dāng)A和B環(huán)境不同時，裝飾層、底材層和背層在兩種環(huán)境間反應(yīng)不同。在大多數(shù)情況下，由多種力以相反方向拉物體時，在兩種有差別的不同的環(huán)境之間的地板常不能保持平坦。例如，在過度潮濕的B環(huán)境，地板將沿其底面膨脹引起地板翹曲，其外邊緣指向上(正的翹曲)。這種翹曲在美觀和功能上是非常不希望發(fā)生的。
負(fù)的翹曲(即，面層的膨脹使地板邊緣向下彎曲)的地板的情況并不多見，因為，地板的上表面一般不會暴露于能使地板的上表面膨脹的環(huán)境條件。特別是，由于使用取暖系統(tǒng)、空調(diào)和通常的清洗等，A環(huán)境可以得到很好的控制。例如，如果地板上濺上水，在對地板的表層產(chǎn)生不利的影響之前就會將水擦去或水已蒸發(fā)到大氣中。同樣地，相對濕度和溫度一般也會由生活在具體環(huán)境中的人控制。
如果濕氣確實由A環(huán)境進(jìn)入地板，并引起地板的裝飾層膨脹和負(fù)翹曲，這種翹曲可以很容易地通過人們控制A環(huán)境得到糾正。當(dāng)A環(huán)境得到控制，其中的過量濕氣得到釋放，地板一般能返回到原來形狀。
此外，負(fù)翹曲一般比正翹曲不太受到注意。如果地板的中央向上彎曲(負(fù)翹曲)，大多數(shù)消費者不會注意到地板的稍微隆起。但是，正翹曲板向上擴(kuò)展的邊緣是非常值得注意的。
現(xiàn)有技術(shù)曾經(jīng)試圖通過平衡地板結(jié)構(gòu)中所用的各層，或使用可耐受由濕氣引起的翹曲力的強力背材克服翹曲地板的問題，但是都未能取得成功。
盡管在將層壓制品的兩側(cè)暴露于相同的環(huán)境條件下，平衡取得高度成功。但是將層壓制品的底和表層暴露于很不相同的條件下則平衡未能得到相同的結(jié)果。因此，在這種情況下翹曲是值得注意的。
由于在該行業(yè)中最近普遍使用的測試方法，使得在B環(huán)境遇到的濕氣問題時在設(shè)計背層時采用的方法更為復(fù)雜。這些測試方法不考慮A和B環(huán)境的這種差別，而是注意力集中于平衡地板相反兩側(cè)各層的膨脹和收縮。
特別是，傳統(tǒng)的測試方法建議，地板應(yīng)長期暴露于濕度30％-90％條件下。盡管地板的兩側(cè)暴露于相同的環(huán)境下這種測試是適當(dāng)?shù)?，但地板的實際情況并非如此。如上所述，地板常常是暴露于兩種很不相同的環(huán)境，即地板上的環(huán)境(A環(huán)境)和地板下的環(huán)境(B環(huán)境)?，F(xiàn)有的測試方法未能考慮此差別，所以不能適當(dāng)評價地板實際應(yīng)用的是否適當(dāng)。
因此，需要有一種能經(jīng)受暴露于濕氣中的有害環(huán)境的地板。此外，需要一種用途廣泛的防水層壓制品。還需要一種能滿足其兩側(cè)遇到的不同環(huán)境的層壓產(chǎn)品。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供包括裝飾層和背層的裝飾板。此背層是由粘合在一起的多層組成，其中背層的底層基本上防止了濕氣的滲透。
本發(fā)明還有一個目的是提供包括底材層、熱塑性塑料層和疏水防水層的層壓制品，疏水防水層基本上防止了濕氣的滲透。
本發(fā)明還有一個目的是提供裝飾板用的防水層壓制品。此層壓制品包括底材層和疏水防水層，后者基本上防止了濕氣的滲透。
本發(fā)明的另一目的是提供包括由苯乙烯-馬來酸酐共聚物組成的第一層和由聚合物組成的第二層的層壓制品。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點可以由下面的詳細(xì)討論并結(jié)合附圖了解。在這些討論中提出本發(fā)明的一些具體實施方案。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的地板的簡圖。
圖2是本發(fā)明的地板的簡圖。
圖3是本發(fā)明測試室的透視圖。
圖4是本發(fā)明的小型測試裝置的簡圖。
圖5是本發(fā)明背層的另一具體實施方案的簡圖。
圖6是按本發(fā)明方法制造的層壓制品。
本發(fā)明的詳細(xì)具體實施方案公開于此。但是應(yīng)該理解的是，所公開的這些具體實施方案僅是本發(fā)明的典型實例，這些實例可以不同形式體現(xiàn)。因此，這些公開的細(xì)節(jié)不能理解為限制，而僅作為權(quán)利要求的基礎(chǔ)和作為教授該領(lǐng)域?qū)I(yè)人員如何制造和/或使用本發(fā)明的基礎(chǔ)。
參考圖2，公開了本發(fā)明的地板32。本發(fā)明的地板32不僅是斥水的，而且實際上是防水的。就傳統(tǒng)的地板來說，本發(fā)明的地板32包括裝飾層34、底材35和背層36。裝飾層34和背層36以傳統(tǒng)方法各自粘合于底材35形成地板32。
例舉的裝飾層34包括兩層浸有酚醛樹脂的牛皮紙38，40。圖案層42和包括有耐磨AlO2的貼面44。浸有樹脂的底層38，即裝飾層34的背襯經(jīng)砂磨以同底材35粘合。
上面討論的裝飾層34是可以用于本發(fā)明的裝飾層的典型。裝飾層可取各種形式和利用不同的組合的層壓層，這不偏離本發(fā)明的精神實質(zhì)。這樣，本發(fā)明的背層36浸有樹脂的各層可以變化以補充裝飾層34的變化，這不違背本發(fā)明的精神實質(zhì)。
按照本發(fā)明的優(yōu)選的具體實施方案，背層36由底向上包括疏水防水層46和三層浸有酚醛樹脂的牛皮紙48，50，52。裝飾層34的浸有樹脂的底層38，背層36的浸有樹脂的表層52經(jīng)砂磨以粘合于底材35。
疏水防水層46優(yōu)選是DYLARK，即由NOVA Chemicals，Inc.制造的苯乙烯-馬來酸酐共聚物。DYLARK顯示卓越的同浸有酚醛樹脂的牛皮紙的粘合性。這種卓越的粘合性是由于DYLARK的馬來酸酐有羧基。羧基同酚醛樹脂結(jié)合生成很穩(wěn)定的層壓制品。盡管DYLARK公開作為優(yōu)選的背襯底層材料，但是也可以使用其它的功能和結(jié)構(gòu)相等的聚合物，而不違背本發(fā)明的精神實質(zhì)。
此外，盡管浸有酚醛樹脂的牛皮紙用于本發(fā)明的優(yōu)選具體實施方案，但是也可以使用其它的浸有樹脂的紙(或相似的材料)而不會違背本發(fā)明的精神實質(zhì)。
底材35優(yōu)選是聚(丙烯腈-c-丁二烯-c-苯乙烯)(ABS)泡沫塑料。在1997年11月25日提出申請的題目為“聚合物泡沫塑料底材以及其用于同裝飾表面的結(jié)合”(POLYMERIC FOAM SUBSTRATE AND ITS USE INCOMBINATION WITH DECORATIVE SURFACES)的轉(zhuǎn)讓的美國專利申請系列號08/978,026中公開了可以用于本發(fā)明的ABS底材。因此這篇專利申請?zhí)?8/978,026在此用作參考。盡管ABS泡沫塑料被公開用在在圖2的具體實施方案中，但是本發(fā)明的其它的具體實施方案使用其它的底材并不違背本發(fā)明的精神實質(zhì)。
背層36和底材35的結(jié)構(gòu)得到能經(jīng)受通常在B環(huán)境存在的有害環(huán)境條件的防水地板32。特別是，ABS底材35和苯乙烯-馬來酸酐共聚物層46建立了防濕氣屏障，防止浸有樹脂的層48，50，52免受濕氣的不希望影響。
不僅希望防止?jié)駳鉂B透背層36，而且還希望保持板32原來制造時的濕氣含量以防止板的翹曲。本發(fā)明重點放在克服A和B環(huán)境之間的差別對板的特性的影響，不管差別是極其潮濕還是極其干燥。
浸有樹脂的各層48，50，52保持在本發(fā)明的背層36中以平衡通常存在于裝飾層中的浸有樹脂的各層，此裝飾層通常同所公開的背層36連接。即，在裝飾層34和背層36中的浸有樹脂的各層隨保持地板32基本平坦構(gòu)型的溫度同樣地膨脹和收縮。如果在背層36中不包括浸有樹脂的各層48，50，52，裝飾板34將以和背層36不同的比率膨脹和收縮。這將引起地板32以不希望的方式翹曲。因此，在此技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員應(yīng)懂得，酚醛樹脂層可以變化而不違背本發(fā)明的在背層36和裝飾層34之間保持平衡關(guān)系的精神實質(zhì)。
本發(fā)明的地板32實際上已經(jīng)被測試以評價其對在B環(huán)境中通常存在的濕氣的反應(yīng)。按照本發(fā)明的優(yōu)選的具體實施方案，地板32在一環(huán)境受到控制的室56中進(jìn)行了試驗(見圖3)。特別是，將粘合的聚氨酯襯墊58放在完全復(fù)蓋了環(huán)境控制室56的地面。襯墊58優(yōu)選是由得克薩斯Temple的E.R.Carpenter，Co，制造的REBONDTM。襯墊58放置使其底邊向上(這可以增加襯墊對傾入其中水的吸收能力。然后將襯墊58浸入水中以模仿極濕的B環(huán)境。
將地板32安裝在浸水的襯墊58上，好象地板安裝在通常的地面上一樣。這樣，地板32的安裝覆蓋了室56的整個地面，在地板的邊緣周圍安裝模塑物。如果襯墊58的一些部分露出，則用ABS片覆蓋以防止水分蒸發(fā)。
一旦將地板32適當(dāng)?shù)匕惭b在濕襯墊上，在七天中室56的環(huán)境條件發(fā)生變化，溫度由約50°F升到120°F(10℃-49℃)，相對濕度由約0％升到95％。在此環(huán)境下七天后，觀察地板32并發(fā)現(xiàn)基本上保持平坦。
用現(xiàn)有技術(shù)的地板進(jìn)行了對比試驗。由于試驗條件發(fā)生變化，試驗的對比地板都顯示出嚴(yán)重的翹曲和降解。
還進(jìn)行了相似的小型試驗(見圖4)。特別是，泡沫襯墊62放置在大小能容納一塊或兩塊地板32的鋼盤64中。泡沫襯墊62用水浸泡，地板32置于襯墊62上，地板的苯乙烯-馬來酸酐共聚物層46向下。其余的露出的襯墊62用ABS片64覆蓋以防止水從襯墊62不希望的蒸發(fā)。然后將板32放置約16小時。此后在盤64上的熱源66用來加熱地板32的裝飾表面34。將熱源66保持約七小時，在此過程中溫度可達(dá)到約125°F(52℃)。加熱七小時后，拆下地板32并進(jìn)行研究。
對較大規(guī)模的試驗來說，本發(fā)明的地板32不出現(xiàn)翹曲，基本上保持平坦。此外，用現(xiàn)有技術(shù)的地板進(jìn)行對比試驗。由于試驗條件變化，所有試驗的對比地板都顯示出相當(dāng)嚴(yán)重的翹曲和降解。
苯乙烯-馬來酸酐共聚物的屏蔽濕氣性能以及苯乙烯-馬來酸酐共聚物同浸有酚醛樹脂的牛皮紙之間的粘合性可以相似地加入本發(fā)明的傳統(tǒng)的背層。特別是，參考圖5，上述的三聚氰胺層可以容易地用苯乙烯-馬來酸酐共聚物層68替代以建立不太受不希望的濕氣影響的背層70和底材76。
當(dāng)這樣使用苯乙烯-馬來酸酐共聚物層68時，得到的背層70由底向上包括苯乙烯-馬來酸酐共聚物層68和兩層浸有酚醛樹脂的牛皮紙72，74。關(guān)于在圖2中公開的具體實施方案，浸有酚醛樹脂的各層可以變化以適應(yīng)不同的應(yīng)用而不會違背本發(fā)明的精神實質(zhì)。背層68結(jié)合于底材中密度纖維板76。在使用中，苯乙烯-馬來酸酐共聚物層68保護(hù)浸有樹脂的層72，74和底材76免受B環(huán)境中存在的濕氣的影響。
用這樣的方法，受到濕氣不利影響的用中密度纖維板底材或其它底材的傳統(tǒng)的地板可以使其耐受通常在B環(huán)境中濕氣問題。特別是，苯乙烯-馬來酸酐共聚物防止水蒸汽滲透背層，否則會引起翹曲。
在圖6中公開的是背層/底材80的另一具體實施方案。這一具體實施方案只包括底材82和苯乙烯-馬來酸酐共聚物層84。底材82優(yōu)選是ABS泡沫塑料，盡管其它的底材也可以使用而不違背本發(fā)明的精神實質(zhì)。通常包括浸有樹脂的各層以平衡在傳統(tǒng)的裝飾層存在的浸有樹脂的各層。由ABS泡沫塑料層82和苯乙烯-馬來酸酐共聚物層84組成的背層/底材80可以用在裝飾層自平衡的場合。
盡管DYLARK已經(jīng)公開作為背層的底層的優(yōu)選材料，但是也可以使用其它的屏蔽濕氣材料而不違背本發(fā)明的精神實質(zhì)。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，鋁箔、ABS膜和其它金屬膜當(dāng)用于本發(fā)明中時顯示良好的結(jié)果。此外應(yīng)補充的是，下列的接枝單體能同苯乙烯或其它單體共聚并得到粘合于背層浸有酚醛樹脂的紙層的薄膜α，β-烯屬不飽和羧酸及酐，包括這些酸和酐的衍生物，例如巴豆酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、山梨酸、肉桂酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸、四氫鄰苯二甲酸酐、十二碳烯基琥珀酸酐、衣康酸酐、馬來酸酐和取代的馬來酸酐(例如，二甲基馬來酸酐)、馬來酸單-和二鈉、丙烯酰胺、馬來酰亞胺和富馬酸二乙酯。
此外，盡管上述的層壓制品已經(jīng)公開并用于防水地板的制造，但是，各種層壓制品的特性使其可理想地用于具有二元環(huán)境的各種用途。例如，層壓制品可以用于天花板、外部和內(nèi)部壁板和側(cè)板、柜臺面層、家具或任何的兩個相反側(cè)有不同環(huán)境的板材。
盡管說明和討論了優(yōu)選的具體實施方案，但是可以理解的是，無意用這些公開內(nèi)容限制本發(fā)明，而是打算包括所有的在所附的權(quán)利要求中定義的本發(fā)明的精神實質(zhì)和范圍內(nèi)的改進(jìn)和其它的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.裝飾板，包括裝飾板；以及由粘合在一起的多層組成的背層，背層的底層基本上防止了濕氣的滲透。
2.權(quán)利要求1的裝飾板，還包括位于背層和裝飾板之間的底材。
3.權(quán)利要求2的裝飾板，其中底材是ABS泡沫塑料。
4.權(quán)利要求2的裝飾板，其中底材是中密度纖維板。
5.權(quán)利要求4的裝飾板，其中底層是苯乙烯-馬來酸酐共聚物。
6.權(quán)利要求1的裝飾板，其中底層是疏水防水層，這一防水層基本上防止了濕氣的滲透。
7.權(quán)利要求6的裝飾板，其中疏水防水層是苯乙烯-馬來酸酐共聚物。
8.權(quán)利要求6的裝飾板，此層還包括位于背層和裝飾板之間的底材。
9.權(quán)利要求8的裝飾板，其中底材是ABS泡沫塑料。
10.權(quán)利要求8的裝飾板，其中背層還包括位于疏水防水層和底材之間的浸有樹脂的紙層。
11.權(quán)利要求10的裝飾板，其中底材是ABS泡沫塑料。
12.權(quán)利要求10的裝飾板，其中疏水防水層是苯乙烯-馬來酸酐共聚物。
13.權(quán)利要求10的裝飾板，其中浸有樹脂的紙層是浸有酚醛樹脂的紙。
14.權(quán)利要求8的裝飾板，其中底材是中密度纖維板。
15.權(quán)利要求14的裝飾板，其中疏水防水層是苯乙烯-馬來酸酐。
16.權(quán)利要求1的裝飾板，其中板的形狀和尺寸適用于地板。
17.層壓制品，包括底材層；熱塑性塑料層；以及疏水防水層，基本上防止了濕氣的滲透。
18.權(quán)利要求17的層壓制品，其中底材是ABS泡沫塑料。
19.權(quán)利要求17的層壓制品，其中底材是中密度纖維板。
20.權(quán)利要求17的層壓制品，其中熱塑性塑料層是浸有樹脂的紙層。
21.權(quán)利要求17的層壓制品，其中疏水防水層是苯乙烯-馬來酸酐聚合物。
22.權(quán)利要求21的層壓制品，其中底材層是ABS泡沫塑料。
23.權(quán)利要求22的層壓制品，其中熱塑性塑料層是浸有樹脂的紙層。
24.權(quán)利要求21的層壓制品，其中底材層是中密度纖維板。
25.權(quán)利要求24的層壓制品，其中熱塑性塑料層是浸有酚醛樹脂的紙層。
26.用于裝飾板的防水層壓制品，此板包括底材層；以及疏水的防水層，基本上防止了濕氣的滲透。
27.權(quán)利要求26的防水層壓制品，其中底材層是ABS泡沫塑料。
28.權(quán)利要求26的防水層壓制品，其中疏水防水層是苯乙烯-馬來酸酐共聚物。
29.權(quán)利要求28的防水層壓制品，其中底材層是ABS泡沫塑料。
30.權(quán)利要求26的防水層壓制品，其中背層還包括在底材層和疏水防水層之間的浸有樹脂的紙層。
31.權(quán)利要求30的防水層壓制品，其中底材層是ABS泡沫塑料。
32.權(quán)利要求30的防水層壓制品，其中疏水防水層是苯乙烯-馬來酸酐共聚物。
33.權(quán)利要求32的防水層壓制品，其中浸有樹脂的紙層是浸有酚醛樹脂的紙。
34.權(quán)利要求30的防水層壓制品，其中浸有樹脂的紙層是浸有酚醛樹脂的紙。
35.層壓制品，包括由苯乙烯-馬來酸酐共聚物組成的第一層；以及由聚合物組成的第二層。
36.權(quán)利要求35的層壓制品，其中第二層是浸有樹脂的紙。
37.權(quán)利要求36的層壓制品，其中第二層是浸有酚醛樹脂的紙。
38.權(quán)利要求37的層壓制品，其中第二層是浸有苯酚甲醛樹脂的紙。
全文摘要
公開了一種防水層壓制品。此層壓制品包括裝飾板和背層。背層由粘合在一起的多層組成,其中底層基本上防止了濕氣的滲透。
文檔編號B44C5/04GK1251807SQ9912152
公開日2000年5月3日 申請日期1999年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月16日
發(fā)明者T·J·尼爾森, R·R·克萊伯斯, J·L·威廉姆斯, D·M·馬歇爾, D·W·普瑞特, V·L·斯多拉斯基, V·B·坎納迪, M·T·克萊奇, J·R·斯戴芬 申請人:普雷馬克Rwp控股公司