專利名稱：具有至少一個光制表面的合成板的蒸汽壓制方法
技術領域：
本發(fā)明主要涉及合成板的制造方法，這些板包括例如顆粒板，纖維板，木屑板等，更具體地說，涉及具有至少一個光制表面(例如模壓表面，光滑表面或花紋表面)的合成板的制造方法。這種板由含木質顆粒，碎屑和/或纖維及可固化或硬化的粘接劑(如樹脂)的墊層制成。
合成木制品(如板材)可以在熱和壓力作用下把木質纖維素的松散墊層壓實而制成，直至材料粘接到一起形成結實的類似木材的產品。這些木質纖維素材料可以采用顆粒，碎屑和/或纖維等木質材料。應該理解，這里上述這些術語是可以互換的。雖然有可能在適當?shù)募訜岷蛪簩崡l件下粘接木質纖維材料而不需要補充處理，但形成墊層的材料一般在加熱和加壓之前用粘接劑(如樹脂)進行處理，以提高材料的接合和改進最終產品的綜合性能。
墊層的壓實一般在壓機內進行。將粘接劑處理過的木質復合材料墊層壓實為特殊模壓形狀(例如板材)使用的普通的壓機具有兩塊相對的壓板，它們的間距限定了一個模腔。典型的是，至少一塊壓板是通過傳導加熱的，例如通過使用電熱線圈，或者使加熱的液體或氣體介質，如蒸汽，通過位于壓板板身內的導管。
在與墊層接觸時，熱量由壓板傳導至墊層。普通的壓機的壓板通常具有與墊層接觸的表面，它沒有開口或孔。壓板接觸表面上的這些開口會引起最終產品表面上的缺陷。因此，普通的壓板適合于壓制具有“光制”表面的板，這就是說，該表面不需要壓制工序后進一步的機械加工(如噴砂或刨削)來產生可市場供應的表面。由于普通的壓機制造的板不需要壓制工序后的光制工序，如噴砂或刨削，普通的壓機的壓板可以適用于提供平滑的“光制”表面或橫壓的或帶花紋的“光制”表面。由壓機取出后，壓制板即可出售，或者板的“光制”表面用保護和/或裝飾涂層處理，如涂油漆或著色，以提供改進的市場供應的產品。
使用普通的壓板壓制具有一些缺點。使用普通的壓板壓制可能不適合于某些高溫固化樹脂的固化，因為由普通壓板至墊層內部的熱傳導可能緩慢，因此引起沿墊層厚度的溫差，它不利于正確的固化。例如，接近墊層表面的材料可能暴露于過多的熱量中，引起樹脂固化過快和復合材料燒損，從而損害外觀和接合強度等性能。相反，墊層的內部可能暴露于不足的熱量中，從而使復合材料壓實不足和樹脂未完全固化，因此削弱板的內部強度。由于以上原因，即壓實和/或固化時沿墊層厚度的溫差對板材性能產生不利影響，普通的壓機壓板不適合于固化較厚的板材產品。
此外，雖然僅使用傳導熱的普通壓制(熱壓制)已成功地用于纖維板產品的制造，今天的制造業(yè)要求壓機有更快的循環(huán)時間及使用更強的高溫樹脂來制造更高密度和更厚的纖維板產品。已知，普通壓板的缺點可以用對墊層直接供給或注射蒸汽來克服，供給或注射是通過帶有蒸汽注射孔的改進的壓板進行的。這就是通常所稱的“蒸汽壓制”或“蒸汽注射壓制”。來自注射孔的蒸汽進入形成墊層的木質顆粒，碎屑，和/或纖維之間的間隙空間，從而使熱量迅速和均勻地傳入墊層的內部。蒸汽注射壓制具有一些優(yōu)點。蒸汽注射壓制可以加速使用普通樹脂的典型尺寸板材的固化，從而大大縮短壓制循環(huán)。蒸汽注射壓制還允許使用高溫固化樹脂。這種樹脂典型地不適用于普通的壓制，而它可能更價廉，更安全以及能生產出強度更高的粘接產品。蒸汽注射還允許壓實和固化較厚的復合材料板，它們或者在普通的壓機內無法正確地固化，或者不能盡快地固化以提供價格上可競爭的產品。因此，已知蒸汽注射可加速復合材料產品的固化，縮短木質合成產品，特別是具有厚尺寸的產品的生產周期。
蒸汽注射的利益和優(yōu)點可通過使用密封壓機內的注射而大大增強，這就是使用壓制腔與周圍大氣隔絕的壓機。要達到這一點可密封壓制腔的周邊，或者，整個壓機可以隔絕在一個密封艙內。密封的壓機大大減少或消除了寶貴蒸汽的損失，有利于在高溫和高壓下蒸汽注射進入墊層。
蒸汽注射壓制通常被認為不適合于制造板材產品的“光制”表面，因為正如上述，壓機壓板上的孔典型地引起模壓產品表面上的缺陷。表面缺陷必須機加工清除，例如在壓制后工序中噴砂或刨削，因此增加了制造的成本和復雜性。除了蒸汽注射孔外，蒸汽注射壓板可能在其墊層接觸表面上具有通道，以便使注射的蒸汽流過墊層表面至墊層的不同部分。
在被稱做“單側”蒸汽注射的過程中，墊層是在一個單塊蒸汽注射壓板(具有蒸汽注射孔的壓板)和一個沒有蒸汽注射孔的普通的壓板之間壓制的。通過單塊蒸汽注射壓板注射的蒸汽加速了墊層的固化和縮短了壓制循環(huán)。單側蒸汽注射過程中的普通的壓板避免了模壓產品一個表面上不希望的缺陷，這些缺陷典型地來源于蒸汽注射壓板的蒸汽注射孔。
復合材料板材產品有效的蒸汽壓制僅能在下列條件實現(xiàn)，如果蒸汽自由進入墊層的每一部分以便把墊層均勻加熱至蒸汽的飽和溫度和固化粘接劑。例如，在具有比重小于0.7的纖維板墊層內，纖維之間的間隙空間較大，蒸汽較容易地達到滲透墊層，然而，在具有比重大于0.7的纖維板墊層內，較小的間隙空間類似于長的狹窄通道。在墊層壓制到此高密度后，間隙空間可能保留空氣。在如此狹窄的通道內蒸汽不能與空氣自由混合，而是推動空氣通過通道，直至空氣由通道的開口端逸出，或者被捕獲在閉塞的通道內。與捕獲空氣鄰近的纖維和粘接劑未與蒸汽接觸，因此隨后不能正確固化。墊層某些部分不正確的固化導致復合材料產品帶有裂紋，例如影響其強度和外觀。
具有高比重的合成板的單側蒸汽注射過程對于捕獲的填隙空氣問題特別敏感，這是因為間隙空間或通道容易被普通的壓板封閉，它們沒有可使捕獲的填隙空氣逃逸的孔。此外，在單側蒸汽壓制時由于使用一個帶孔的壓板和一個無孔的壓板，出現(xiàn)了綜合效應。在未固化墊層內間隙空間的空氣被蒸汽前緣推動，蒸汽前緣從蒸汽注射壓板向無蒸汽注射孔的普通壓板移動。與此同時，由普通壓板的傳導熱把水分變成蒸汽的第二蒸汽前緣可以把捕獲的空氣向蒸汽注射壓板推。因此，在墊層芯部捕獲空氣，如果蒸汽是在壓力下注射，通常距普通的壓板比距蒸汽注射壓板近一些?？諝獠荒芡ㄟ^普通的壓板排氣或逃逸，因為它無孔，并且空氣被捕獲在注射蒸汽前緣和普通的壓板之間，或者在注射蒸汽前緣和第二蒸汽前緣之間。如果此過程在密封的壓機內進行，這一問題還結合了捕獲的空氣不可能通過墊層邊緣逃逸的問題。捕獲的空氣阻斷了蒸汽接觸和完全固化粘接劑。此外，捕獲的空氣可以引起“漏氣”和光制產品的其它缺陷。最終的板具有低下的物理性能。
授予D.W.Nyberg的美國專利No.4,162,877公開的蒸汽注射壓制系統(tǒng)具有兩個相對的壓板，限定一個模壓腔，在其中放置墊層和擠壓成希望的形狀。僅僅下壓板是蒸汽分配和注射壓板，它具有管路供給注射孔，以保證模壓腔和被控制閥隔離的外部蒸汽源及排氣系統(tǒng)兩者之間的蒸氣連通。
在美國專利No.4,162,877的系統(tǒng)工作時，在纖維墊層放入模壓腔后，來自蒸汽源的蒸汽通過下壓板的管道和孔進入和注射入位于模壓腔內的壓制的纖維墊層。經選擇的時間期限后，操作控制閥以切斷蒸汽供應和隨后打開模壓腔至排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)使用分配和注射壓板的管路和注射孔抽出模壓腔內的蒸汽和水分。
由于美國專利No.4,162,877的相對的上壓板是“清潔的”，它可以用作在壓制的纖維墊層上印刻出細節(jié)的印刻壓板，但僅在墊層的密度小于0.7可如此。根據(jù)該專利，墊層密度較高時，必須使用絲網協(xié)助防止鄰接上壓板處捕獲空氣。不幸的是，對于許多印刻壓制用途，纖維墊層的密度大于0.7以及根據(jù)美國專利4,162,877任何使用的絲網均會妨礙在相對的壓板上使用印刻表面板。
已知可以使用通過墊層的“沖洗”蒸汽清除或由墊層排放捕獲的空氣。注射入墊層的蒸汽穿過墊層的厚度和從墊層排出，使得其推動和帶走捕獲的空氣?？諝饪梢岳缤ㄟ^墊層的邊緣被“沖洗”。然而，通過墊層的邊緣排出沖洗蒸汽在某些尺寸板的生產中是無效的，這是因為相對于墊層與壓板接觸的較大的面積，邊緣面積較小。通過邊緣的沖洗蒸汽也不適用于密封的壓機應用或流動受限制的高密度墊層。代替的方法是蒸汽可以由一個注射壓板注射入墊層以及通過另一個帶孔的相對的壓板排出，建立跨過墊層厚度的“橫向流動”蒸汽。美國專利No.4,684,489公開了用于制造合成木壁板的方法，它包括在第一壓制位置的無蒸汽注射壓制，帶間斷“沖洗”的隨后蒸汽壓制，這時蒸汽由一個注射壓板至相對的注射壓板，最終壓制步驟其中蒸汽由兩個壓板注射以及一個抽真空步驟。雖然這種“橫向流動”壓機設計允許蒸汽均勻和有效地加熱墊層的全部區(qū)域，但它妨礙使用印刻壓板，而模腔的一個表面保持“清潔”，無任何注射噴嘴，絲網，槽或孔，即高細節(jié)可以印刻在壓制墊層的表面上。因此，該方法不適合于生產具有至少一個“光制”表面的板材。
Ernest W.Hsu的一篇雜志出版物，標題為“用于合成木制品的實際的蒸汽壓制技術”，美國華盛頓州立大學國際顆粒板/復合材料會議論文集，pullman，Washington，April，1991(以下簡稱“Hsu 1991”)，一般地公開了蒸汽注射適合于制造厚板產品。Hsu認為，“如果注射延遲，則高密度墊層可能變得壓縮過度，不利于蒸汽有效的滲透，特別在蒸汽壓力低時”。Geimer的美國專利4,393,019公開，借助墊層的天然松孔的優(yōu)點，由于向墊層連接傳導熱量而使壓制時間減少。根據(jù)Geimer的觀點，一種著名的使用對流熱傳導的方法是“蒸汽沖擊法”或“蒸汽噴射法”，其充滿表面水分的墊層與加熱的壓板接觸時可使水分蒸發(fā)。產生的蒸汽迅速移向墊層中部，從而提高芯材溫度。Geimer還討論了直接將蒸汽引入墊層作為加熱和固化墊層的一種單獨的方法。Geimer還指出，引入墊層的蒸汽在顆粒，碎片或纖維之間滲透，以及實際產生或打開使熱量可對流傳導至板材中心的永久道路。Geimer的專利并沒有解決蒸汽沖擊/噴射步驟與排氣步驟和蒸汽注射步驟的結合，以及并沒有認識到捕獲空氣的問題。
總而言之，現(xiàn)有的技術雖認識但卻未能解決未固化區(qū)域的問題，這一問題是制造具有至少一個光制面厚板過程中在壓制墊層中捕獲空氣引起的。因此，需要一種單側蒸汽注射方法，該方法可制造具有適當強度和一致性以及具有至少一個光制表面的厚板。
本發(fā)明的目的是提供一種在密封的蒸汽壓機內制造合成木質產品的方法，在壓機中在任何蒸汽注射前空氣已從墊層中清除。墊層完全在密封的壓機內壓實。完全壓實是在足夠的熱量傳導給墊層的一個側面使至少墊層內一些水分轉變?yōu)樗羝驮趬|層內產生壓力差之后進行。墊層內的壓力差通過墊層的相對側排放，這樣使捕獲的空氣由墊層沖洗出。然后由外部蒸汽源把高壓蒸汽注射至墊層內以固化樹脂。
這種方法優(yōu)選地在“單側”蒸汽注射壓機上進行，這種壓機具有與普通的平面或花紋壓板相對的蒸汽注射壓板的壓機，本方法具有下列蒸汽處理步驟在密封的壓制腔內傳導一定量的熱量至墊層厚度上與墊層第一側面鄰接的部分，熱量應足夠使墊層此部分厚度內的水分轉變成蒸汽，通過墊層的第二側面排出蒸汽以消除墊層內的間隙空氣，以及通過墊層的第二側面把高壓蒸汽注射至墊層內以固化樹脂。
根據(jù)本方法，優(yōu)選地，用普通的方法制出木質纖維用于形成墊層。同樣，用普通的方法處理木質纖維和制成墊層，這樣使密封壓制板的重量百分率如下具有5～15％水分含量的木質纖維；4～8％酚醛樹脂粘接劑；1～4％石蠟；以及0.5～1.0％硼酸鋅。
應該理解，基于板的總干重，在壓制前后的重量含量實質上是相同的。壓制前墊層的水分含量為約7～12％，以及壓制板產品的水分含量為約4～8％。石蠟為密封壓制的產品提供防水性能，硼酸鋅作為殺菌劑，以及氯化鋁可改進密封壓制產品的可機加工性。如果要求的話，木質纖維可使用其它已知的添加劑或進行其它處理。如上所述，本方法在使用其它木質纖維材料(例如木屑或顆粒)的情形下，也工作得很好。
最佳的粘接劑是酚醛樹脂，它緩慢固化，以及具有含堿量小于2.5％和pH值小于10。最佳樹脂的沸水凝膠時間應大于20分，最好在20～60分范圍內。(沸水凝膠時間是按標準樹脂試驗方法測定，用測定212°F樹脂固化率建立不同樹脂或不同樹脂配分的相對固化率)。粘接劑加入到木質纖維和混合物中形成纖維墊層，它在壓機的壓板之間被充分加壓。適用于這種方法使用的其它粘接劑還有熱固性樹脂，例如脲醛樹脂，酚醛樹脂，間苯二酚醛樹脂，濃縮糖醛醇樹脂或有機聚異氰酸酯。粘接劑將木質纖維粘接到一起使壓制的纖維墊層具有整體性和保持希望的模壓形狀。
以前認為，單側蒸汽注射不能在高密度墊層內進行，特別是具有厚橫截面尺寸的墊層，這是由于存在蒸汽滲透，捕獲空氣和樹脂漏出等相關問題。考慮到壓實妨礙有效的蒸汽滲透，提高注射蒸汽的壓力以促進蒸汽滲透導致蒸汽前緣由蒸汽注射壓板移動至普通的壓板。樹脂包覆顆粒之間的間隙空氣被推動至前進的蒸汽前緣的前面。不能通過普通的壓板逸出，空氣被捕獲在墊層內。捕獲的空氣阻斷蒸汽接觸墊層部分的粘接劑，從而妨礙此墊層部分的正確固化。這種不正確固化的墊層部分導致最終產品的強度不足，帶有瑕疵和缺陷。此外，當打開壓機模腔時，在壓實和固化產品中積累的壓力突然釋放，也會引起類似的故障，即最終產品的強度不足，帶有瑕疵和缺陷。再者，高壓蒸汽注射被認為可引起樹脂吹出，即在蒸汽力作用下，樹脂由木質顆粒或纖維流失，它通常發(fā)生在最接近注射孔的墊層部分。樹脂吹出也會引起最終產品的強度不足和缺陷。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，本方法解決了捕獲空氣的問題，而又避免了樹脂吹出。傳導至墊層的第一側的熱量使最接近第一側的墊層厚度部分內的水分蒸發(fā)，引起水分體積以蒸汽形式急劇膨脹。在開始，壓機的模壓腔可以密封，即注射壓板的孔封閉，從而在墊層內積累增高的壓力。打開蒸汽注射孔，增高的壓力隨之釋放?；蛘?，墊層不密封，即蒸汽注射壓板的孔打開。在蒸發(fā)步驟時允許膨脹的體積逸出。在任何情況下，通過墊層的相對側排出墊層中產生的蒸汽，這樣清除墊層中捕獲的空氣。用完全壓實墊層和在使用任何蒸汽注射之前保持壓力和封閉來防止樹脂吹出。進一步防止樹脂吹出的方法是從壓實的墊層中完全排出壓力，優(yōu)選地在打開壓機模壓腔以取出最終產品之前通過蒸汽注射孔排出壓力。樹脂吹出的防止和捕獲空氣的消除允許使用高壓蒸汽完全滲透墊層以固化粘接劑。高壓蒸汽又允許迅速固化具有緩慢固化時間和/或高固化溫度的粘接劑(例如酚醛樹脂)。酚醛樹脂使用量較小和提供可與其它已知樹脂競爭的固化性能，因而使用更經濟。酚醛樹脂被認為比其它樹脂更安全。因此，最終的光制板材顯示出改進的性能和以更廉價，更安全的方式生產，其壓制時間可與其它已知方法相競爭。
墊層處理和成形后，將其放入壓機內。單側蒸汽壓機可用于把墊層和粘接劑壓制成為特殊的模壓形狀，它具有兩個壓板，其相對的表面限定了模壓腔的頂面和底面。這里模壓腔也稱做壓機腔。壓板之一為普通的熱壓板，它具有無注射或排氣孔的“清潔”壓制表面。普通壓板的“清潔”壓制表面對著蒸汽注射壓板的帶孔的壓制表面。沿普通壓板的周邊連接止動框，因此壓機腔被止動框限定。當壓機封閉時，用O型環(huán)將止動框密封在蒸汽注射壓板上，形成密封的壓機腔。止動框可以實現(xiàn)幾種功能，包括確定壓機腔的壓板至壓板的厚度，降低墊層邊緣的蒸汽損失和壓制時穩(wěn)定墊層。
普通的壓板由于具有無孔的表面，它適合于在壓實的墊層上壓制“光制”表面。如上所述，壓實板材的光制表面可以是平滑的或可以印刻高度清晰的花紋。蒸汽注射壓板可以具有在壓制表面上的一組蒸汽注射孔，由壓板板身內的蒸汽分配管路供汽。一組蒸汽注射孔和管路提供了模壓腔和外部蒸汽源之間的蒸汽連通，以及被控制閥隔離的排氣系統(tǒng)。因此壓板可以調節(jié)，方式是操作控制閥，使注射蒸汽通過注射孔進入墊層以及排出蒸汽，以及通過相同的注射孔排出墊層內多余的水分和空氣。在蒸汽注入和蒸汽排出工序之間，這樣操作控制閥，使蒸汽注射孔被關閉，即沒有氣體進入或排出，從而保持密封的壓機腔。
或者，蒸汽注射孔連接至蒸汽源以及排氣孔連接至蒸汽注射壓板的壓制表面上設置的排氣系統(tǒng)，這樣一來，注射和排氣操作是相互隔離的，以及可以單獨控制。在該代替方案中，僅有蒸汽供給系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)之間的連通是通過壓機腔中的墊層進行。
在蒸汽注射過程中，每個壓板必須可被加熱，例如使用電加熱線圈或通過位于壓板板身內適當?shù)墓苈吠ㄈ胝羝訜嶂翜囟雀哂诨虻扔谧⑸湔羝臏囟取Ｓ帽３謮喊鍦囟鹊扔诨蚋哂谧⑸湔羝麥囟鹊姆椒ū苊饬俗⑸湔羝趬|層內的冷凝和墊層中多余的水分可轉變成蒸汽。
將墊層裝入壓板之間，蒸汽注射孔關閉，壓機關閉和完全壓實墊層，這時至少兩個壓板之一向另一個壓板移動至最終壓實位置。完全壓實墊層的厚度實質上與最終產品的厚度相同。例如，壁板產品可以具有厚度約1/2英寸，而裝飾板產品可以具有厚度1英寸或更大。完全壓實的墊層，即復合材料板具有密度在0.65至0.85g/cm3(克/厘米3)范圍內。壓實墊層的最佳密度對于1/2英寸板為0.80，對于1英寸板為0.70。
墊層在壓機腔內完全壓實后，熱量由普通的壓板傳導至墊層與普通壓板接觸的側面。熱量以足夠的溫度傳導足夠的時間期限，以便使鄰接壓板墊層厚度部分內的水分轉變?yōu)檎羝?，例如，對于壓制具有上述重量百分率的板材，普通的壓板可以加熱?80～420°F范圍，最好為400°F。由壓板傳熱的時間為90～240秒，以便將墊層內足夠的水分轉變成“內”蒸汽，用于隨后清除墊層內空氣的步驟。熱傳導產生的“內”蒸汽通過墊層內的間隙空間移動，對流傳輸熱更深入墊層，以及使更多水分轉變成蒸汽。實質上，傳導熱在與普通壓板鄰接的墊層厚度部分產生蒸汽前緣，內部產生的蒸汽前緣由普通的壓板向蒸汽注射壓板移動。
由于對流和傳導熱使水分轉變成蒸汽，水分，即蒸汽的體積大大膨脹。水蒸汽大大膨脹的體積排擠墊層內的空氣。如果在此階段注射孔被打開，則排擠的空氣將流出墊層和進入蒸汽注射壓板的分配管路?；蛘撸绻麎簷C腔是密封的，即蒸汽注射孔被封閉，則熱傳導產生的蒸汽引起墊層內的壓力升高超過壓機腔外面的壓力。當操作控制閥打開蒸汽注射孔與排氣系統(tǒng)貫通時，后者最好接近大氣壓力，在墊層內所含增高壓力的蒸汽通過注射孔排出，推動多余的水分和空氣由其排出。蒸汽注射孔保持接近大氣壓力，直至墊層清除完空氣。在任何情況下，墊層內捕獲的空氣被清除后，操作控制閥由排氣功能轉接至蒸汽注射功能，以便由外部蒸汽源傳送增壓的蒸汽至墊層。
外部蒸汽源的蒸汽通過注射孔注射至墊層，其溫度和壓力足夠固化粘接劑和凝固墊層。蒸汽注射最好在“高”壓進行。在本文中，“高”壓指100psi(磅/英寸2)或更高的壓力。對于上述重量百分率的產品，蒸汽的溫度約330～400°F，在200psi下注射90秒，但是也可以在100～250psi下注射30至120秒。當足夠高壓力的蒸汽被注射以獲得粘接劑希望程度的固化后，蒸汽注射停止。
蒸汽注射孔再次轉接至排氣功能，在壓機腔打開之前排出墊層內的壓力。充分排氣后再打開壓機腔，以防止產品裂紋，否則這種缺陷可能在突然釋放墊層內的壓力時產生。取出模壓的固化纖維板產品。
用高壓蒸汽注射固化粘接劑之前由墊層清除空氣獲得的性能改進的實例總結在下表1中。表中比較了用密封的壓機制備的1/2英寸厚板試樣的性能與普通壓制產品的性能以及American HardboardAssociation standards(美國硬板協(xié)會標準)。在類似于本發(fā)明的方法中，多余的空氣是在最終蒸汽注射以固化粘接劑之前從墊層中清除的。
表1
按照本發(fā)明制造的1/2英寸厚板顯示出改進的(較低的)1小時煮沸膨脹和耐腐蝕性，較低的比重(密度)，減小或消除了壓制后增濕，以及大大縮短壓制時間。此外，產品試樣的性能符合美國硬板協(xié)會建立的標準。
“1小時煮沸膨脹”是本發(fā)明者使用的比較測量項目，用以測定復合材料板材產品的相對耐久性，它是根據(jù)12英寸的板試樣浸入沸水中1英寸1小時板厚度的變化百分率計算出的，由沸水中取出試樣后，測量板材試樣的厚度和與煮沸前板材試樣的厚度比較。兩次測量的差值用以計算改變的百分率。減少或消除壓制后增濕是本發(fā)明優(yōu)于普通壓制的重要優(yōu)點。制造后復合材料板材產品水分含量的波動會引起不希望的尺寸改變，例如，產品的直線膨脹或撓曲。在典型的最終使用暴露中，根據(jù)環(huán)境因素(例如濕度，下雨和干旱等)產品收集和失去水分。為了避免在最終使用暴露中不希望的尺寸改變，典型地是在普通方法壓制后復合材料板材產品進行增濕，使產品的平均水分含量增加至適合特殊地理或氣候區(qū)域，以減少水分含量波動。壓制后增濕可以提高復合材料板材產品的水分含量。壓制后增濕對于普通熱板壓制制造的產品特別重要，因為在壓制時基本上全部水分已被“烘出”，使水分含量接近0％。
復合材料木質產品的理想水分含量在環(huán)境干燥區(qū)域典型地應為7％(范圍2％)和在環(huán)境潮濕區(qū)域為12％或更高。如上所述，按照本發(fā)明的板材產品具有水分含量為4～8％。因此，按照本發(fā)明制造的板材特別適合于在各種氣候條件下戶內或戶外使用，在壓制后需要少量或不需要增濕。板材產品設想的，但不受局限的用途包括裝飾板，圍墻，壁板，橋面板，窗和門部件，家具工業(yè)的貨架底板，托盤，容器，內部模壓件，內磨光件，裝飾產品，如陽臺，百葉窗，墻壁板和墻系統(tǒng)。應該理解，大量的其它用途雖未專門指出，但也可以實現(xiàn)。
雖然為說明目的而公開了本發(fā)明的最佳實施例，但是對于本專業(yè)技術人員，在不脫離本發(fā)明所附權利要求書限定的范圍和精神條件下，可以做出許多添加，改進和替換。
權利要求
1.一種制造合成的木質產品的方法，包括以下步驟形成包括用未固化的粘接劑處理過的木質顆粒的墊層，該墊層具有相對的第一和第二側面，水分含量和多余的空氣含量；壓實墊層至一定厚度；供給第一數(shù)量的熱量傳導至墊層的第一側面，第一數(shù)量的熱量足夠轉變墊層厚度中至少一部分水分成為一定數(shù)量的內部產生的蒸汽；通過第二側面排出至少內部產生蒸汽數(shù)量的一部分，這樣使多余的空氣含量由墊層清除；以及供給第二數(shù)量的熱量至墊層，足夠使整個厚度的粘接劑固化。
2.按照權利要求1的制造合成木質產品的方法，其特征在于墊層是在壓機腔內壓實的以及壓機腔是在由墊層清除多余的空氣含量后密封的。
3.按照權利要求2的制造合成木質產品的方法，其特征在于在整個厚度的粘接劑固化之后，在壓機腔打開之前墊層已排氣。
4.按照權利要求1的制造合成木質產品的方法，其特征在于供給至與第一側面鄰接的墊層厚度一部分的第一數(shù)量的熱量是由加熱的壓機壓板傳導的。
5.按照權利要求1的制造合成木質產品的方法，其特征在于足夠固化粘接劑的第二數(shù)量的熱量是從外部蒸汽源向墊層提供一定數(shù)量的蒸汽供給的。
6.按照權利要求4的制造合成木質產品的方法，其特征在于足夠固化粘接劑第二數(shù)量的熱量是從外部蒸汽源向墊層提供一定數(shù)量的蒸汽供給的。
7.按照權利要求5的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的蒸汽數(shù)量是通過蒸汽注射壓板上的注射孔供給的。
8.按照權利要求6的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的蒸汽數(shù)量是通過蒸汽注射壓板上的注射孔供給的。
9.按照權利要求5的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的蒸汽數(shù)量是通過墊層的第二側面供給的。
10.按照權利要求6的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的蒸汽數(shù)量是通過墊層的第二側面供給的。
11.按照權利要求5的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的蒸汽數(shù)量是在溫度為330～400°F，壓力為100磅/英寸2或更高的條件下供給30～120秒。
12.按照權利要求6的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的蒸汽數(shù)量是在溫度為330～400°F，壓力為100磅/英寸2或更高的條件下供給30～120秒。
13.按照權利要求9的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的蒸汽數(shù)量是在溫度為330～400°F，壓力為100磅/英寸2或更高的條件下供給30～120秒。
14.按照權利要求10的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的蒸汽數(shù)量是在溫度為330～400°F，壓力為100磅/英寸2或更高的條件下供給30～120秒。
15.一種制造合成木質產品的方法，包括以下步驟形成包括用未固化粘接劑處理過的木質顆粒的墊層，該墊層具有相對的第一和第二側面，水分含量和多余的空氣含量；壓實墊層至最終厚度；供給第一數(shù)量的熱量傳導至墊層的第一側面，第一數(shù)量的熱量足夠轉變墊層厚度中至少一部分水分成為蒸汽；通過墊層的第二側面使墊層排氣，從而使多余的空氣由墊層排除；以及在足夠固化墊層整個厚度上粘接劑的溫度和壓力下加熱墊層。
16.按照權利要求15的制造合成木質產品的方法，其特征在于墊層是在壓機腔內壓實的以及壓機腔是在由墊層清除多余的空氣含量后密封的。
17.按照權利要求16的制造合成木質產品的方法，其特征在于在整個厚度上的粘接劑固化之后，在壓機腔打開之前墊層已排氣。
18.按照權利要求15的制造合成木質產品的方法，其特征在于供給至墊層第一側面的第一數(shù)量的熱量是由加熱的壓機壓板傳導的。
19.按照權利要求15的制造合成木質產品的方法，其特征在于足夠固化粘接劑的第二數(shù)量的熱量是由來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽供給的。
20.按照權利要求18的制造合成木質產品的方法，其特征在于足夠固化粘接劑的第二數(shù)量的熱量是由來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽供給的。
21.按照權利要求19的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽是通過蒸汽注射壓板內的蒸汽注射孔供給的。
22.按照權利要求20的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽是通過蒸汽注射壓板內的蒸汽注射孔供給的。
23.按照權利要求19的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽是通過墊層的第二側面供給的。
24.按照權利要求20的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽是通過墊層的第二側面供給的。
25.按照權利要求19的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽是在溫度為330～400°F，壓力為100磅/英寸2或更高的條件下供給時間30～120秒。
26.按照權利要求20的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽是在溫度為330～400°F，壓力為100磅/英寸2或更高的條件下供給時間30～120秒。
27.按照權利要求23的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽是在溫度為330～400°F，壓力為100磅/英寸2或更大供給時間30～120秒。
28.按照權利要求24的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽是在溫度為330～400°F，壓力為100磅/英寸2或更高的條件下供給時間30～120秒。
29.一種制造合成木質產品的方法，包括下列步驟形成包括用未固化粘接劑處理過的木質顆粒的墊層，它具有水分含量和多余的空氣含量；將上述墊層放入第一壓板和第二壓板之間限定的壓機腔內，第一壓板用于墊層的排氣；移動至少第一和第二壓板之一接近第一和第二壓板中另一個以壓實墊層；由第二壓板傳導供給第一數(shù)量的熱量至墊層，此數(shù)量的熱量足夠轉變至少墊層內一部分水分含量成為蒸汽；通過第一壓板使墊層排氣這樣使多余的空氣由墊層清除；以及通過第一壓板供給第二數(shù)量的熱量至墊層，第二數(shù)量的熱量供給時的溫度和時間足夠固化粘接劑。
30.按照權利要求29的制造合成木質產品的方法，其特征在于壓機腔是在由墊層清除多余的空氣含量后密封的。
31.按照權利要求30的制造合成木質產品的方法，其特征在于它還具有一個在整個厚度的粘接劑固化之后，在打開壓機腔之前通過第一壓板使墊層排氣的步驟。
32.按照權利要求29的制造合成木質產品的方法，其特征在于第一壓板具有至少一個孔用以把來自外部蒸汽源的蒸汽供至墊層以及使墊層排氣。
33.按照權利要求29的制造合成木質產品的方法，其特征在于足夠固化粘接劑的第二數(shù)量的熱量是由來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽供給的。
34.按照權利要求33的制造合成木質產品的方法，其特征在于第一壓板具有至少一個蒸汽注射孔，以及來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽是通過第一壓板內至少一個蒸汽注射孔供給至墊層的。
35.按照權利要求33的制造合成木質產品的方法，其特征在于第一壓板具有一組蒸汽注射孔以及來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽是通過這組蒸汽注射孔供給的。
36.按照權利要求33的制造合成木質產品的方法，其特征在于該至少一個蒸汽注射孔適用于墊層的選擇排氣。
37.按照權利要求35的制造合成木質產品的方法，其特征在于該組蒸汽注射孔適用于墊層的選擇排氣。
38.按照權利要求33的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽是在溫度為330～400°F，壓力為100磅/英寸2或更高的條件下供給時間30～120秒。
39.按照權利要求34的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽是在溫度為330～400°F，壓力為100磅/英寸2或更高的條件下供給時間30～120秒。
40.按照權利要求35的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽是在度為330～400°F，壓力為100磅/英寸2或更高的條件下供給時間30～120秒。
41.按照權利要求36的制造合成木質產品的方法，其特征在于來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽是在溫度330～400°F，壓力100磅/英寸2或更高的條件下供給時間30～120秒。
全文摘要
在一種制造具有商品供應的光制表面的合成木質產品的方法中,用經粘接劑處理過的木質纖維形成墊層,將墊層裝入兩個壓機壓板之間形成的壓機腔內。第一壓板是普通的無孔的加熱板。普通的壓板可以是平滑的或花紋的,以便在產品上印刻光制表面。另一壓板具有蒸汽注射孔。壓機腔可以被密封。墊層被完全壓實。熱量由第一壓板傳導至墊層的第一側面以便蒸發(fā)墊層最接近第一側面的厚度部分中的水分,引起水分體積大大膨脹。膨脹的體積通過墊層相對的側面排氣以清除墊層中捕獲的空氣。膨脹的蒸汽通過蒸汽注射孔由墊層排出,帶走捕獲的空氣和水分。在捕獲的空氣被清除后,壓機腔被密封,以及來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽在足夠的壓力下通過蒸汽注射孔注入墊層,保持足夠的時間以固化粘接劑。在壓機腔解除密封之前,來自外部蒸汽源的一定數(shù)量的蒸汽通過蒸汽注射孔由墊層排出。
文檔編號B27N3/08GK1307516SQ99808067
公開日2001年8月8日 申請日期1999年7月8日 優(yōu)先權日1998年7月8日
發(fā)明者布賴恩·博諾莫, 皮特·沃爾什, 凱利·莫爾, 亞歷克斯·韋爾加拉, 米歇爾·梅里爾 申請人:瑪索尼特公司