大尺寸聚苯乙烯面板的制作方法
【專利摘要】用于在家具和內(nèi)部設(shè)計應(yīng)用中使用的面板(10)，包含由聚苯乙烯或高抗沖聚苯乙烯形成的連續(xù)外部表皮(12)。所述表皮(12)完全包封蜂窩狀塑性芯體(14)。所述芯體(14)由熱活化發(fā)泡性塑性顆粒材料形成。所述面板最大面的面積大于1m2。表皮和填料材料都可以包含回收塑料。
【專利說明】大尺寸聚苯乙烯面板
[0001]本發(fā)明涉及由聚苯乙烯(PS)或高抗沖聚苯乙烯(HIPS)形成的面板或板材，其具有固體的、連續(xù)的外部表皮和蜂窩狀芯體結(jié)構(gòu)。具體而言，本發(fā)明涉及大尺寸的面板，其具有的最大面超過Im2的面積,并且厚度超過llmm(并且優(yōu)選超過14mm)。
[0002]目前的家具制造方法已經(jīng)從實(shí)木轉(zhuǎn)向使用例如MDF、刨花板和玻璃纖維等復(fù)合材料來代替實(shí)木，并且使用例如為三聚氰胺或飾面等涂層來產(chǎn)生所期望的表面修飾或顏色。
[0003]纖維板或定向刨花板為家具和內(nèi)部設(shè)計中常用的。然而，它們并不耐潮，并且因此作為二次加工需要被涂覆或者層壓以實(shí)現(xiàn)可接受的表面修飾。這可以包括加入飾面或三聚氰胺涂層。因此這種類型的板材會在其生產(chǎn)中(無論是在一次加工還是二次加工中)使用粘合劑，并且它們一旦被層壓就非常難于回收。因此，這種類型板材的主要形式就會被限制于內(nèi)部使用，因為其并不是耐候性的。
[0004]聚苯乙烯和高抗沖聚苯乙烯為已知材料，通常用于小型的薄壁產(chǎn)品，例如衣架和酸奶罐。該材料作為薄層而被擠出，隨后可被熱成型為所期望的形狀。能夠使用目前的擠出技術(shù)來制造高至約6mm厚度的固體聚苯乙烯片材。然而，這樣的PS或HIPS固體片材為非常易碎的并且具有差的抗沖性能。無法使用目前的技術(shù)來擠出厚度超過Ilmm的大尺寸PS或HIPS板材。即便能夠制造，由固體PS/HIPS制成的尺寸為2440X 1220mm(典型的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸)、厚度例如為19mm(在許多的家具和內(nèi)部設(shè)計應(yīng)用中所期望的典型厚度)的板材將具有約55kg的重量，其為非常重的并且因此而不適用于家具和內(nèi)部設(shè)計應(yīng)用。
[0005]此外，PS/HIPS為主要污染物，因為目前少量可被回收，并且丟棄的PS/HIPS在數(shù)百年的時間里不會被生物降解，而且耐光分解。因為材料的降解會產(chǎn)生具有潛在危害性的可能會污染地下水和空氣的液態(tài)和氣態(tài)副產(chǎn)物，所以當(dāng)今的垃圾掩埋地點(diǎn)被設(shè)計為使與空氣和水的接觸最小化。然而，空氣和水對于降解來說是必須的，并且因此垃圾掩埋設(shè)計實(shí)際上排除了廢棄物的降解。
[0006]由此，目前的纖維板產(chǎn)品是難于回收，需要粘合劑，二次加工，遭受著濕氣，并且具有與其加工相關(guān)的某些健康危害。硬木為非常昂貴的，會對環(huán)境產(chǎn)生影響，并且在使用之前需要進(jìn)行各種處理。厚度超過約Ilmm的固體塑料板材會變得非常重，可能還會產(chǎn)生彎曲，并且是昂貴的。目前市場上不存在僅由PS或HIPS形成的厚度超過Ilmm的板材。
[0007]本發(fā)明提供了用于在家具和內(nèi)部設(shè)計應(yīng)用中使用的面板，所述面板完全地包封蜂窩狀塑性芯體的連續(xù)外部表皮，所述外部表皮由聚苯乙烯或高抗沖聚苯乙烯形成，所述蜂窩狀塑性芯體由熱活化發(fā)泡性塑性顆粒材料形成，其中所述面板的最大面的面積大于lm2。
[0008]優(yōu)選地，所述面板的總厚度大于11mm。
[0009]優(yōu)選地，所述外部表皮包含回收的PS或回收的HIPS。所述芯體還可以包含混合的廢棄塑料。所述芯體還可以包括增強(qiáng)部件。
[0010]所述對表皮進(jìn)行模制以提供表面紋理(surface texture)和/或包括(incorporate)高溫印刷膜。
[0011]所述面板可以包括至少一種抗真菌劑，抗細(xì)菌劑和阻燃劑，從而適用于給定的應(yīng)用。
[0012]面板表皮優(yōu)選由直接施加至加熱模具的表面的塑性顆粒材料形成。
[0013]本發(fā)明現(xiàn)在將通過參考附圖僅以實(shí)施例的方式而詳細(xì)地描述，其中:
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明面板的透視圖；
[0015]圖2為圖1的面板沿著線2-2的橫截面；
[0016]圖3為形成有防滑表面的本發(fā)明第二實(shí)施方式的透視圖；
[0017]圖4為形成有表面圖形的本發(fā)明第三實(shí)施方式的透視圖；和
[0018]圖5為圖4的的面板沿著線5-5的截面圖。
[0019]圖1描述了根據(jù)本發(fā)明的面板10，由PS或HIPS形成，并且具有長度1、寬度w和厚度t。典型地，所述長度可以是2440mm并且寬度為1220mm，其為典型的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸。在本發(fā)明中，所述厚度為Ilmm以上,并且優(yōu)選超過14mm。
[0020]面板10包含連續(xù)的、固體的外部表皮12，其延伸于整個表面，并且不具有開口、通風(fēng)孔、注射腔等。如在圖2中所示的，表皮12完全地包封蜂窩狀芯體14，所述蜂窩狀芯體在具有非常大的強(qiáng)度的同時具有更低的密度，并且因此與固體表皮12相比，對于給定的體積具有降低的重量。所述蜂窩狀芯體由熱活化發(fā)泡性塑性顆粒材料形成。
[0021]面板10可以使用例如在GB 2460838中描述的方法來制造。在這里，提供兩個加熱的、開放的陰模。將塑性顆粒材料置于兩個模具中并內(nèi)襯于每個模具熔融形成表皮。將同樣呈顆粒形式的膨脹性填料材料添加至一個模具中，并且該兩個模具聯(lián)合在一起以形成密閉的模腔。在熱的作用下，兩個表皮結(jié)合在一起以產(chǎn)生單個連續(xù)的表皮，其完全地包封填料材料，所述填料材料膨脹以形成蜂窩狀芯體，在連續(xù)表皮內(nèi)部填充可提供的體積。
[0022]作為選擇，面板10可以使用如在W02011/114119中描述的模塑裝置來制造。這篇文獻(xiàn)使用單個加熱的陰模和非補(bǔ)充性的加熱蓋，其可以聯(lián)合在一起形成模腔。如上，當(dāng)模具和蓋分離的時候，可將塑性顆粒材料放置為與二者相接觸，從而熔融并形成塑性表皮。熱活化發(fā)泡性塑性顆粒填料材料被放置在陰模中，其通過蓋而被密閉，從而產(chǎn)生完全包封填料的連續(xù)表皮。來自模具的熱會活化填料從而膨脹并填充表皮。
[0023]由此，面板10優(yōu)選由其中模具被保持在一個位置的靜態(tài)模制方法來制造，而不是由例如為擠出或滾塑或需要令模具通過輸送裝置而被移至烘箱中等的方法來制造。
[0024]GB 2460838描述了聚乙烯(PE)的使用。這種在制造過程中的收縮允許最終制品從模具中輕易地移除。之前認(rèn)為PS和HIPS是不適用于這種方法的，因為它們會經(jīng)歷程度相當(dāng)小的收縮。然而，由于它們較小的收縮，PS/HIPS面板可被成型為具有精確的尺寸，例如用作混凝土框架來代替夾板。
[0025]表皮12可以由新的或回收的PS或HIPS形成，其以顆粒的形式而被引入至模具中。芯體14可以由新的塑料或者混合的塑料廢棄物形成，其可以包括PS或HIPS，其同樣以顆粒的形式而被引入至模具中。
[0026]連續(xù)的外部表皮12為防潮的、耐刮擦的和剛性的，并且由強(qiáng)固但是輕質(zhì)的蜂窩狀芯體14支撐。
[0027]根據(jù)所使用的模具面板10可以成型為所期望的形狀和尺寸。因此，雖然描述的面板呈矩形，但是其它的形狀也是可能的。面板10還可以通過常規(guī)方法而被切割、成型和制作以產(chǎn)生不同的最終產(chǎn)品。
[0028]在制造過程中可以將對PS/HIPS表皮12添加顏色來制造具有所期望的最終使用顏色的面板10。因此，涂覆或?qū)訅壕筒辉傩枰?br> [0029]在平滑的模具中，可以獲得非常平滑的表皮12的外表面。然而，在面板10的外部上也可形成紋理化或者裝飾化的表面。所使用的模具的壁可以紋理化以對表皮12賦予給定的紋理。例如，如在圖3中所示的，網(wǎng)紋板圖樣的凸顯的凸起和/或凹陷16可被直接模制在表皮12內(nèi)以在面板10的至少一個面上提供防滑表面。
[0030]表面裝飾還可以通過在形成面板10之前在一個或兩個模具內(nèi)設(shè)置高溫印刷膜18來提供。例如，如在圖4和5中所示的，木紋效應(yīng)可以通過膜18而被提供在至少一個面上，所述膜18在模制過程中結(jié)合至表皮12。因此，不需要飾面或?qū)訅骸?br> [0031]面板10的表皮12和芯體14還可以包括材料和試劑以針對特定的客戶應(yīng)用改善其性能。例如，可添加諸如阻燃劑、抗真菌劑或抗細(xì)菌劑等。
[0032]可以在制造過程中將諸如鋼網(wǎng)等增強(qiáng)部件包埋在芯體14內(nèi)，從而為面板10增加強(qiáng)度和剛度。
[0033]可以對面板10的表皮12的厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)以適用于該應(yīng)用。薄表皮12將給出更輕的面板10，同時更厚的表皮12將增加重量、強(qiáng)度和剛度。
[0034]由此，根據(jù)本發(fā)明的面板提供了對于MDF、夾板、纖維板和硬紙板的環(huán)境友好替換形式。所述面板可以由廢棄材料制造，并在其使用期限結(jié)束時被再次回收為相同類型的另一個面板。特別地，其可以由目前少有回收的PS和HIPS提供。所述面板相對于現(xiàn)有替換材料還具有改善的性能，因為其防水、耐刮擦、并且強(qiáng)固和輕質(zhì)。可以在一次生產(chǎn)過程中引入不同的表面修飾，因此不需要二次加工。
【權(quán)利要求】
1.用于在家具和內(nèi)部設(shè)計應(yīng)用中使用的面板，所述面板包含完全地包封蜂窩狀塑性芯體的連續(xù)外部表皮，所述外部表皮由聚苯乙烯或高抗沖聚苯乙烯形成，所述蜂窩狀塑性芯體由熱活化發(fā)泡性塑性顆粒材料形成，其中所述面板的最大面的面積大于lrn2。
2.如權(quán)利要求1的面板，其中所述面板的總厚度大于11mm。
3.如任一項前述權(quán)利要求所述的面板，其中所述連續(xù)外部表皮由回收的聚苯乙烯或回收的高抗沖聚苯乙烯形成。
4.如任一項前述權(quán)利要求所述的面板，其中所述芯體包含混合的廢棄塑料。
5.如任一項前述權(quán)利要求所述的面板，其中所述芯體包括增強(qiáng)部件。
6.如任一項前述權(quán)利要求所述的面板，其中對所述表皮進(jìn)行模制以提供表面紋理。
7.如任一項前述權(quán)利要求所述的面板，其中所述表皮包括高溫印刷膜。
8.如任一項前述權(quán)利要求所述的面板，所述面板包括抗真菌劑、抗細(xì)菌劑和阻燃劑中的至少一種。
9.如任一項前述權(quán)利要求所述的面板，其中所述表皮由直接施加至加熱模具表面的塑性顆粒材料形成。
10.基本上如此處在先描述并參考附圖的面板。
【文檔編號】B32B3/04GK104271349SQ201380006326
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月23日
【發(fā)明者】尼古拉斯·史迪威爾 申請人:博圖馬克斯塑料有限公司