通過壓力形成復(fù)合制品的方法,相關(guān)制品和裝置的制造方法
【專利說明】通過壓力形成復(fù)合制品的方法，相關(guān)制品和裝置
[0001]本申請是國際申請日為2008年10月3日、國際申請?zhí)枮镻CT/GB2008/003371、國家申請?zhí)枮?00880118509.9并且發(fā)明名稱為“通過壓力形成復(fù)合制品的方法，相關(guān)制品和裝置”的申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種復(fù)合制品，例如層壓材料制品。本發(fā)明的優(yōu)選的方面涉及包含泡沫基底和在基底的表面上的表皮的層壓材料。本發(fā)明的優(yōu)選的方面涉及層壓板的制造，所述層壓板例如在建筑物中、家具中和作為建筑組件使用，例如建筑模制品，但本發(fā)明廣泛應(yīng)用于寬闊范圍的復(fù)合制品。描述的本發(fā)明的方面涉及門、窗和其它板，特別是用于建筑物中的那些。
【背景技術(shù)】
[0003]門、窗和板常規(guī)地由木材制造，并且可以是打光或未打光的。然而，除非特別處理，否則木材如果暴露于溫度和/或濕度的變化可能翹曲。這可能是美學(xué)上不利的，并且還可能導(dǎo)致在打開和關(guān)閉門、窗和隔離物方面的困難。后者鑒于現(xiàn)代建筑物安全規(guī)則是特別的問題，其中翹曲的門、窗和板可能構(gòu)成火災(zāi)危險。另外，要得到木材可能是較昂貴的，并且存在關(guān)于某些種類木材的使用的較大環(huán)境擔(dān)心。
[0004]因而在過去數(shù)十年間，存在提供人造的門、板和窗的趨向。一種人造門是模制的門。模制的門可以通過許多不同方法形成。
[0005]包含泡沫樹脂層和表皮的這種類的泡沫樹脂層壓板由于可實現(xiàn)的廣泛的有用性質(zhì)而日益增加地被用于建筑物、裝修和家具工業(yè)中。
[0006]在一種形成板的已知方法中，板包含一對外表皮和內(nèi)部泡沫芯。一個或多個表皮和泡沫芯分別地形成，然后可以通過粘合劑或通過熱粘合到一起。然而，一些粘合劑在一些條件下破損，從而導(dǎo)致脫層，而其它的難以涂覆或需要使用小心控制的條件，例如因為它們中的組分被認(rèn)為是有毒的或有害健康的。在再其它的情況下，例如歸因于化學(xué)侵蝕或歸因于層的局部溶劑化，粘合劑中的組分不利地影響要粘合的層中的一個或兩個。同樣地，用于粘合的熱的使用受限，因為其僅適用于層中的至少一個是可熱軟化的材料而任一層都不受有效熱處理所需的溫度的不利影響的情況。另外，用一些材料通過熱得到的粘合不夠牢固或趨于隨著老化劣化。
[0007]此外，這樣的方法對于具有強(qiáng)烈異型表面的板如鑲板門或復(fù)制墻板(reproduct1n wall panelling)的制造是不經(jīng)濟(jì)的，原因在于它們涉及分別形成合適異型的芯和表皮構(gòu)件，而這可能涉及使用昂貴的模具。
[0008]在已知的體系中，表皮可以通過片狀模制料(SMC)的壓塑形成。SMC包括熱固性樹月旨，例如聚酯樹脂，還包括增強(qiáng)纖維，例如玻璃纖維。
[0009]為了制造成型表皮，將片狀模制料折疊(fold)形成裝模料的塊料，并且放置到預(yù)熱的模腔中。將模具閉合并且施加壓力以壓制模制料使得其散布到模具的所有部分。施加熱和壓力直至模制材料固化。然后將模具打開并且將形成的表皮移出。
[0010]然后可以將成型的表皮固定到模架的相對側(cè)，之后將泡沫注入到位于表皮之間的空腔內(nèi)。泡沫起到填充物的作用，并且可以輔助提供給門提高的改進(jìn)剛性和絕緣。然后可以將門適當(dāng)?shù)匦揎棥?br>[0011]然而，盡管此方法可以是有效的，但其不是始終可靠的。這是因為泡沫的固化和空腔的填充是難以精確控制的。另外，固化泡沫的流變性質(zhì)可能受金屬絲網(wǎng)增強(qiáng)材料的不利影響，所述金屬絲網(wǎng)增強(qiáng)材料通常設(shè)置在表皮之間以加強(qiáng)所得到的制品。
[0012]存在與使用這樣的方法形成SMC表皮相關(guān)的其它缺點。例如，需要將SMC折疊以形成模腔中的塊。這是因為需要在模制操作的過程中將截留在模腔中的空氣和在固化反應(yīng)過程中形成的氣體釋放。
[0013]另外，需要高壓以進(jìn)行模制；1000至1200噸的壓力不是未知的。
[0014]這施加了對于可用于模具自身的材料的限制。在這樣的布置中，使用不銹鋼模具，但是這些是昂貴的并且它們加熱緩慢，從而導(dǎo)致在達(dá)到所需模具溫度之前的長的建立時間。例如，將不銹鋼模具加熱至壓塑所需的140度可能花費(fèi)數(shù)小時。另外，不銹鋼模具沉重，并且更換用于形成不同表皮外形的模具可能花費(fèi)半天，包括冷卻、模具更換和加熱周期。因此，歸因于在制造模具中的投資和更換模具中的停工時間，這樣的壓塑方法在過去通常用于制造大容積的制品。
[0015]此方法的另一個缺點還在于當(dāng)隨后將表皮用粘合劑粘附于芯時，或用泡沫填充以形成泡沫層壓結(jié)構(gòu)時，表皮與芯之間的粘合的結(jié)構(gòu)損壞可能成為問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的復(fù)合制品和形成復(fù)合制品的方法。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種形成復(fù)合制品的方法，所述方法包括:提供包含片狀模制材料的層；提供基底；將片狀材料的層施加于基底的表面上；和將片狀材料壓制到基底上，其中基底的構(gòu)造使得能夠?qū)怏w和/或蒸氣從壓制區(qū)域排出。
[0018]優(yōu)選地，壓制區(qū)域是基底的表面和片狀材料被壓制到一起的區(qū)域，優(yōu)選在基底和材料的界面區(qū)域中。
[0019]通過移出可能另外在該區(qū)域中保留和/或積累的氣體或蒸氣，發(fā)現(xiàn)在一些實例中可以顯著降低復(fù)合制品成型所需的壓力。
[0020]優(yōu)選地，基底表面的屬性使得氣體或蒸氣可以從壓制區(qū)域逃逸。例如，處于材料的表面的至少一部分處的區(qū)域優(yōu)選是多孔的，以允許氣體或蒸氣從相關(guān)區(qū)域排出。
[0021]優(yōu)選地，基底是這樣一種，其使得氣體或蒸氣可以在下列方向上從壓制區(qū)域逃逸，所述方向的至少一個分量在大體上橫向于將片狀材料向基底壓制的壓制方向的方向上。
[0022]可以提供其它結(jié)構(gòu)(format1ns)(作為備選方案或另外地)以輔助氣體的排出。例如，可以在基底中形成凹槽或溝道。
[0023]允許氣體排出的基底的構(gòu)造可以是固有的，原因在于其由基底自身的組成的屬性產(chǎn)生，和/或其可以由隨后的動作提供，例如通過機(jī)械加工基底或通過基底上的化學(xué)作用提供。
[0024]優(yōu)選地，基底的結(jié)構(gòu)使得其可以釋放壓制區(qū)域中的壓力。
[0025]優(yōu)選地，基底包括具有多孔結(jié)構(gòu)的材料?；椎亩嗫捉Y(jié)構(gòu)可以在一些布置中提供必要的氣體排出。在優(yōu)選的實例中，基底包含包括基本上開孔結(jié)構(gòu)的材料。這樣，在一些實例中可以得到氣體離開壓制區(qū)域的良好移動?；卓梢园菽牧稀?br>[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種形成復(fù)合制品的方法，該方法包括:提供包含片狀模制材料的層；提供包含泡沫材料的基底，所述泡沫材料包括基本上開孔的結(jié)構(gòu)；將片狀模制材料的層施加于基底的表面上，和施加壓力以將片狀材料與基底結(jié)合。
[0027]優(yōu)選地，所述制品包括層壓制品。根據(jù)本發(fā)明的層壓制品可以包含例如具有一個施加于表面的表皮的芯，或可以包含夾在兩個表皮之間的芯。其它布置是可能的。
[0028]然后基底可以成型為最終制品的一部分，或預(yù)見在形成表皮之后可以例如通過機(jī)械加工將基底移除。優(yōu)選地，基底形成由所述復(fù)合制品獲得的最終制品的一部分。
[0029]在本發(fā)明的一些實施方案中，將片狀材料直接施加于基底上。在其它實例中，可以在基底和片狀材料之間設(shè)置一個或多個層，例如以提高這兩部分的粘附或粘合。例如，可以在兩部分之間涂覆粘合劑。
[0030]優(yōu)選地，所述方法包括將片狀模制材料的層施加于模具的步驟，所述方法還包括將基底壓制到置于模具上的片狀材料的步驟。
[0031]通過以片狀提供基質(zhì)(matrix)，可以避免液態(tài)樹脂的使用。這可以提供在產(chǎn)品制造方面的顯著時間節(jié)省，以及關(guān)于容易使用基質(zhì)材料和減少向模具施加基質(zhì)材料或預(yù)聚物所需的人力和設(shè)備的益處。
[0032]所述方法可以包括將層直接施加于模具表面的步驟。
[0033]在其它實例中，一個或多個另外的層可以施加于片狀材料和工具表面自身之間。在一些實例中，可以將材料施加于工具表面，例如以輔助模制和/或使制品從模具上剝離?？梢韵蚰＞咄扛餐坎冀M合物，所述涂布組合物在模制之后在制品上形成涂層。組合物可以是著色的。組合物可以以粉末形式涂覆于模具，例如使用靜電方法。
[0034]優(yōu)選地，所述方法還包括在片狀模制材料與模具的表面之間設(shè)置貼面層(veil)的步驟。
[0035]優(yōu)選地，貼面層包含模制之前在片狀模制材料與模具表面之間設(shè)置的材料的片材。與其中不存在貼面層的布置相比，貼面層的提供優(yōu)選導(dǎo)致模制物品的表面光潔度的改善或改變。
[0036]例如，在模制料(moulding compound)的片材包含增強(qiáng)組分的情況下，貼面層優(yōu)選起到防止或減少增強(qiáng)組分在所得到的模制制品的表面的量的作用。例如，在模制料包含包括短玻璃纖維的SMC時，發(fā)現(xiàn)在一些情況下，模制時玻璃纖維可能從模制制品的表面上伸出，從而產(chǎn)生不利的表面光潔度(surface finish)。通過使用貼面層，可能可以提供對于模制材料的某些組分的隔離層，例如，用于改善表面光潔度。
[0037]在一些實例中，據(jù)認(rèn)為貼面層的使用具有減少基質(zhì)材料在模具的平面中移動的效果。本發(fā)明的該方面的優(yōu)選特征是在模具表面的平面中的移動被減少；據(jù)認(rèn)為在一些布置中，這為模制制品提供更好的光潔度。
[0038]貼面層優(yōu)選在模制的過程中對于模制材料的組分是基本上可滲透的。
[0039]這樣，模制材料的組分例如樹脂組分在模制過程中可以穿過貼面層，因而可以形成在模制制品的表面上的樹脂涂飾。
[0040]因此，優(yōu)選選擇用于貼面層的材料使得其對于模制料的某些組分(特別是樹脂)充分可滲透，同時提供對于某些其它組分例如玻璃纖維或其它增強(qiáng)材料的隔離層作用。
[0041]在一些布置中，可以將貼面層直接鄰接模具表面安置，并且存在對于樹脂組分的足夠滲透，以產(chǎn)生的令人滿意的表面光潔度。然而，據(jù)設(shè)想可以在貼面層和模具表面之間設(shè)置另外的層以改善表面光潔度。例如可以在模具的表面上設(shè)置樹脂材料的層。這可以通過任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ┘印?br>[0042]備選地，或另外地，貼面層層可以包含另外的組分，例如樹脂材料以改善表面光潔度。
[0043]貼面層可以包含無紡材料。特別地，在貼面層直接施加于模具的情況下，對于貼面層材料可能適宜的是沒有特別的紋理或修飾，其可能在模制制品的表面處形成可感覺到的表面結(jié)構(gòu)。然而，在其它布置中，在表面處的這種表面結(jié)構(gòu)或圖案可能是有利的特征。
[0044]在不期望這樣的結(jié)構(gòu)的情況下，貼面層優(yōu)選包含無紡材料。例如，優(yōu)選地，貼面層不包含編織或紡織表面，但在一些情況下，這樣的材料可以使用，特別是如果提供了表面處理以減少貼面層材料的表面結(jié)構(gòu)。例如，在一些布置中，貼面層可以包含起絨或拉絨表面。然而，對于大部分應(yīng)用，優(yōu)選地，貼面層材料的至少一個表面基本上沒有表面結(jié)構(gòu)或圖案。
[0045]貼面層可以包含氈布。例如，貼面層可以包含聚酯材料?？梢允褂脗溥x的材料，例如包括羊毛、聚乙烯、聚丙烯或PET。貼面層可以包含起絨材料，或可以包含泡沫材料。如以上指出的，合適的材料優(yōu)選對于要使用的樹脂是可滲透的，并且具有合適的表面紋理。
[0046]貼面層可以包含聚酯材料，其重量為約120至約150g/m2。
[0047]本發(fā)明的廣泛方面提供一種使用包含樹脂和填料組分的片狀模制料進(jìn)行模制的方法，所述方法包括在片狀模制料和模制表面之間施加貼面層。如以上討論的，貼面層優(yōu)選具有對于填料組分的隔離層的作用，同時允許樹脂材料例如通過吸收的透過。
[0048]通過向包含開孔結(jié)構(gòu)的基底應(yīng)用片狀材料，在本發(fā)明的此方面的實例中可以實現(xiàn)若干優(yōu)點。
[0049]特別地，通過使用開孔泡沫基底，模具中的空氣和在模制