装饰塑料层压板

背景

装饰塑料层压板是一种耐用的平板材料，用于家居和工业家具。它是最熟悉的 Formica 品牌名称。富美家公司是世界上最大的塑料层压板制造商。其他知名制造商包括 Premark Corporation 和 DuPont。

装饰层压板通常用于厨房柜台、桌面和橱柜的表面，因为它可以抵抗污渍、划痕和耐热。层压板由三层组成：底层涂有酚醛树脂的棕色纸，第二层装饰有所需图案的纸，第三层透明板。第二层和第三层都涂有三聚氰胺树脂。

历史

塑料层压板最初用作工业产品的绝缘材料。它的发明归功于两位工程师 Herbert A. Faber 和 Daniel J. O'Conor。在 1900 年代初期，这两个人加入了位于匹兹堡的西屋公司，成为研究绝缘材料和酚醛层压树脂的科学家梦之队的一员。酚醛层压树脂是在这个时候由比利时化学家 Leo Baekeland 开发的。 Baekeland 将苯酚和甲醛缩合，生产出第一个全合成塑料胶木。该材料耐热、耐水、耐化学品和耐电流，因此具有替代硬橡胶和虫胶的特性以实现电绝缘。 Baekeland 的许多实验包括用胶木树脂浸渍纸，然后在高压和高温下在模具下以称为热固化的过程将其压缩。两位西屋工程师以同样的方式工作。他们开始用电木树脂浸渍厚帆布，到 1913 年，他们为由电木和纸制成的扁平层压板申请了专利。 Faber 称这种新型塑料层压板为：“for”（代替）“mica”（用作电绝缘材料的矿物）。

Faber 和 O'Conor 于 1913 年离开西屋公司，在俄亥俄州辛辛那提市成立了自己的公司，即福米卡绝缘公司。新公司生产用于电绝缘目的的塑料层压板环和管，但到 1914 年，Faber 和 O'Conor 使用压机生产扁平层压板。该层压板广泛用于商业航运和海军舰艇的无线电设备中，以隔离线圈、调谐器和其他部件。但是塑料层压板很快也被用于其装饰特性，因为它完美无瑕、统一的特性是完美的收音机外观。到 1921 年，Formica Insulating Company 制造的层压板已被整合到家用收音机和船用收音机的制造中。

1927 年，Faber 和 O'Conor 发现，通过平版印刷工艺添加装饰纸，他们的层压板可以制成模拟木纹和大理石的图案。随着层压板变得更加丰富多彩和装饰性，其市场扩大。人造大理石层压板在 1930 年代流行用于汽水喷泉，并且在飞机内部使用木纹层压板代替铝。 装饰塑料层压板是树脂在热固过程中与醛反应的一种方式。 1940 年代。制造改进很快使塑料层压板能够抵抗香烟 燃烧后，这种材料变得更有吸引力、色彩更丰富、更耐用，促使厨房和餐厅家具制造商使用它。

原材料

装饰性塑料层压板由在热固过程中与醛反应的树脂制成。树脂被层压到牛皮纸层上，上面有装饰片。牛皮纸与食品袋中使用的牛皮纸相同。第一个塑料层压板是用酚醛树脂制成的，酚醛树脂是一种甲醛和苯酚的聚合物。酚醛树脂只产生深色。在 1930 年代，开发了一种称为三聚氰胺的脲基树脂，可产生清晰的表面。在现代制造工艺中，上两层纸浸渍三聚氰胺树脂，下层使用酚醛树脂。

制造
过程

浸渍纸

• 1 该过程首先将纸条浸入树脂中。装饰性塑料层压板可制成不同等级或厚度，具体取决于其预期用途。可能有 7-18 层纸组合成最终纸。底层是牛皮纸。纸张采用不同宽度的丝带，通常为三英尺、四英尺或五英尺。牛皮纸通过“浴缸”或含有酚醛树脂的桶。纸张顶层的纸张是半透明的。这是通过一桶三聚氰胺树脂运行的。正下方的层是装饰层。这是一张印有颜色或设计的纸，可以透过透明的顶层显示所需的表面图案。这张纸也穿过三聚氰胺桶。

烘干

• 2 然后将浸渍树脂的片材放入干燥室。接下来，它们被切割并分层堆叠。透明层和装饰层在牛皮纸上面。

热固性

• 3 然后将纸层装载到平板液压机上进行最终固化。压机以 1,400 psi 的压力压缩树脂浸透的纸夹层，同时将其加热到高温。热量催化树脂中的反应。苯酚（或三聚氰胺）和甲醛分子 以交替链方式相互连接，在此过程中释放水分子。树脂一起流动然后凝固。热固性将纸张转换成一张单一的、刚性的层压板。该片材干燥且不溶，即使在高温下也无法成型或成型。

整理

• 4 将干片切成所需的尺寸和形状。它还可以粘合到建筑材料上，例如胶合板、刨花板、纤维板或金属。

副产品/废物

塑料层压板的制造过程会产生多种副产品，其中一些被认为是危险的。酚醛树脂在层压过程中会散发出有毒物质，并且在将塑料层压板应用于表面时使用的丙烯酸树脂和硬化剂也被认为是危险的。装饰性塑料层压板本身不被视为“可回收”塑料。然而，至少有一家主要制造商已采取措施减少有害废物和排放。通过从溶剂型酚醛树脂转换为水性酚醛树脂，可以减少层压过程中释放的毒素量。最近三聚氰胺成分的变化也几乎消除了此类树脂的酒精排放。诸如所谓的填料塔洗涤器之类的控制装置也可以减少向空气中的微粒排放。

制造过程中产生的纸和层压板残留物在动力锅炉中燃烧。这减少了送往垃圾填埋场的废物量。装饰纸中使用的金属基颜料也会造成废物问题，因为这些颜料可能是危险的。出于这个原因，塑料层压板的领先制造商减少了此类颜料的使用，并计划在未来完全消除金属基颜料的使用。尽管用过的层压板不可回收，但一些公司已将旧层压板整理成适合分发的新样品组。