通过压力形成复合制品的方法,相关制品和装置的制造方法
【专利说明】通过压力形成复合制品的方法，相关制品和装置
[0001]本申请是国际申请日为2008年10月3日、国际申请号为PCT/GB2008/003371、国家申请号为200880118509.9并且发明名称为“通过压力形成复合制品的方法，相关制品和装置”的申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种复合制品，例如层压材料制品。本发明的优选的方面涉及包含泡沫基底和在基底的表面上的表皮的层压材料。本发明的优选的方面涉及层压板的制造，所述层压板例如在建筑物中、家具中和作为建筑组件使用，例如建筑模制品，但本发明广泛应用于宽阔范围的复合制品。描述的本发明的方面涉及门、窗和其它板，特别是用于建筑物中的那些。
【背景技术】
[0003]门、窗和板常规地由木材制造，并且可以是打光或未打光的。然而，除非特别处理，否则木材如果暴露于温度和/或湿度的变化可能翘曲。这可能是美学上不利的，并且还可能导致在打开和关闭门、窗和隔离物方面的困难。后者鉴于现代建筑物安全规则是特别的问题，其中翘曲的门、窗和板可能构成火灾危险。另外，要得到木材可能是较昂贵的，并且存在关于某些种类木材的使用的较大环境担心。
[0004]因而在过去数十年间，存在提供人造的门、板和窗的趋向。一种人造门是模制的门。模制的门可以通过许多不同方法形成。
[0005]包含泡沫树脂层和表皮的这种类的泡沫树脂层压板由于可实现的广泛的有用性质而日益增加地被用于建筑物、装修和家具工业中。
[0006]在一种形成板的已知方法中，板包含一对外表皮和内部泡沫芯。一个或多个表皮和泡沫芯分别地形成，然后可以通过粘合剂或通过热粘合到一起。然而，一些粘合剂在一些条件下破损，从而导致脱层，而其它的难以涂覆或需要使用小心控制的条件，例如因为它们中的组分被认为是有毒的或有害健康的。在再其它的情况下，例如归因于化学侵蚀或归因于层的局部溶剂化，粘合剂中的组分不利地影响要粘合的层中的一个或两个。同样地，用于粘合的热的使用受限，因为其仅适用于层中的至少一个是可热软化的材料而任一层都不受有效热处理所需的温度的不利影响的情况。另外，用一些材料通过热得到的粘合不够牢固或趋于随着老化劣化。
[0007]此外，这样的方法对于具有强烈异型表面的板如镶板门或复制墙板(reproduct1n wall panelling)的制造是不经济的，原因在于它们涉及分别形成合适异型的芯和表皮构件，而这可能涉及使用昂贵的模具。
[0008]在已知的体系中，表皮可以通过片状模制料(SMC)的压塑形成。SMC包括热固性树月旨，例如聚酯树脂，还包括增强纤维，例如玻璃纤维。
[0009]为了制造成型表皮，将片状模制料折叠(fold)形成装模料的块料，并且放置到预热的模腔中。将模具闭合并且施加压力以压制模制料使得其散布到模具的所有部分。施加热和压力直至模制材料固化。然后将模具打开并且将形成的表皮移出。
[0010]然后可以将成型的表皮固定到模架的相对侧，之后将泡沫注入到位于表皮之间的空腔内。泡沫起到填充物的作用，并且可以辅助提供给门提高的改进刚性和绝缘。然后可以将门适当地修饰。
[0011]然而，尽管此方法可以是有效的，但其不是始终可靠的。这是因为泡沫的固化和空腔的填充是难以精确控制的。另外，固化泡沫的流变性质可能受金属丝网增强材料的不利影响，所述金属丝网增强材料通常设置在表皮之间以加强所得到的制品。
[0012]存在与使用这样的方法形成SMC表皮相关的其它缺点。例如，需要将SMC折叠以形成模腔中的块。这是因为需要在模制操作的过程中将截留在模腔中的空气和在固化反应过程中形成的气体释放。
[0013]另外，需要高压以进行模制；1000至1200吨的压力不是未知的。
[0014]这施加了对于可用于模具自身的材料的限制。在这样的布置中，使用不锈钢模具，但是这些是昂贵的并且它们加热缓慢，从而导致在达到所需模具温度之前的长的建立时间。例如，将不锈钢模具加热至压塑所需的140度可能花费数小时。另外，不锈钢模具沉重，并且更换用于形成不同表皮外形的模具可能花费半天，包括冷却、模具更换和加热周期。因此，归因于在制造模具中的投资和更换模具中的停工时间，这样的压塑方法在过去通常用于制造大容积的制品。
[0015]此方法的另一个缺点还在于当随后将表皮用粘合剂粘附于芯时，或用泡沫填充以形成泡沫层压结构时，表皮与芯之间的粘合的结构损坏可能成为问题。
【发明内容】
[0016]本发明的目的是提供一种改进的复合制品和形成复合制品的方法。
[0017]根据本发明的一方面，提供一种形成复合制品的方法，所述方法包括:提供包含片状模制材料的层；提供基底；将片状材料的层施加于基底的表面上；和将片状材料压制到基底上，其中基底的构造使得能够将气体和/或蒸气从压制区域排出。
[0018]优选地，压制区域是基底的表面和片状材料被压制到一起的区域，优选在基底和材料的界面区域中。
[0019]通过移出可能另外在该区域中保留和/或积累的气体或蒸气，发现在一些实例中可以显著降低复合制品成型所需的压力。
[0020]优选地，基底表面的属性使得气体或蒸气可以从压制区域逃逸。例如，处于材料的表面的至少一部分处的区域优选是多孔的，以允许气体或蒸气从相关区域排出。
[0021]优选地，基底是这样一种，其使得气体或蒸气可以在下列方向上从压制区域逃逸，所述方向的至少一个分量在大体上横向于将片状材料向基底压制的压制方向的方向上。
[0022]可以提供其它结构(format1ns)(作为备选方案或另外地)以辅助气体的排出。例如，可以在基底中形成凹槽或沟道。
[0023]允许气体排出的基底的构造可以是固有的，原因在于其由基底自身的组成的属性产生，和/或其可以由随后的动作提供，例如通过机械加工基底或通过基底上的化学作用提供。
[0024]优选地，基底的结构使得其可以释放压制区域中的压力。
[0025]优选地，基底包括具有多孔结构的材料。基底的多孔结构可以在一些布置中提供必要的气体排出。在优选的实例中，基底包含包括基本上开孔结构的材料。这样，在一些实例中可以得到气体离开压制区域的良好移动。基底可以包含泡沫材料。
[0026]根据本发明的另一方面，提供一种形成复合制品的方法，该方法包括:提供包含片状模制材料的层；提供包含泡沫材料的基底，所述泡沫材料包括基本上开孔的结构；将片状模制材料的层施加于基底的表面上，和施加压力以将片状材料与基底结合。
[0027]优选地，所述制品包括层压制品。根据本发明的层压制品可以包含例如具有一个施加于表面的表皮的芯，或可以包含夹在两个表皮之间的芯。其它布置是可能的。
[0028]然后基底可以成型为最终制品的一部分，或预见在形成表皮之后可以例如通过机械加工将基底移除。优选地，基底形成由所述复合制品获得的最终制品的一部分。
[0029]在本发明的一些实施方案中，将片状材料直接施加于基底上。在其它实例中，可以在基底和片状材料之间设置一个或多个层，例如以提高这两部分的粘附或粘合。例如，可以在两部分之间涂覆粘合剂。
[0030]优选地，所述方法包括将片状模制材料的层施加于模具的步骤，所述方法还包括将基底压制到置于模具上的片状材料的步骤。
[0031]通过以片状提供基质(matrix)，可以避免液态树脂的使用。这可以提供在产品制造方面的显著时间节省，以及关于容易使用基质材料和减少向模具施加基质材料或预聚物所需的人力和设备的益处。
[0032]所述方法可以包括将层直接施加于模具表面的步骤。
[0033]在其它实例中，一个或多个另外的层可以施加于片状材料和工具表面自身之间。在一些实例中，可以将材料施加于工具表面，例如以辅助模制和/或使制品从模具上剥离。可以向模具涂覆涂布组合物，所述涂布组合物在模制之后在制品上形成涂层。组合物可以是着色的。组合物可以以粉末形式涂覆于模具，例如使用静电方法。
[0034]优选地，所述方法还包括在片状模制材料与模具的表面之间设置贴面层(veil)的步骤。
[0035]优选地，贴面层包含模制之前在片状模制材料与模具表面之间设置的材料的片材。与其中不存在贴面层的布置相比，贴面层的提供优选导致模制物品的表面光洁度的改善或改变。
[0036]例如，在模制料(moulding compound)的片材包含增强组分的情况下，贴面层优选起到防止或减少增强组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纤维的SMC时，发现在一些情况下，模制时玻璃纤维可能从模制制品的表面上伸出，从而产生不利的表面光洁度(surface finish)。通过使用贴面层，可能可以提供对于模制材料的某些组分的隔离层，例如，用于改善表面光洁度。
[0037]在一些实例中，据认为贴面层的使用具有减少基质材料在模具的平面中移动的效果。本发明的该方面的优选特征是在模具表面的平面中的移动被减少；据认为在一些布置中，这为模制制品提供更好的光洁度。
[0038]贴面层优选在模制的过程中对于模制材料的组分是基本上可渗透的。
[0039]这样，模制材料的组分例如树脂组分在模制过程中可以穿过贴面层，因而可以形成在模制制品的表面上的树脂涂饰。
[0040]因此，优选选择用于贴面层的材料使得其对于模制料的某些组分(特别是树脂)充分可渗透，同时提供对于某些其它组分例如玻璃纤维或其它增强材料的隔离层作用。
[0041]在一些布置中，可以将贴面层直接邻接模具表面安置，并且存在对于树脂组分的足够渗透，以产生的令人满意的表面光洁度。然而，据设想可以在贴面层和模具表面之间设置另外的层以改善表面光洁度。例如可以在模具的表面上设置树脂材料的层。这可以通过任何适当的方法施加。
[0042]备选地，或另外地，贴面层层可以包含另外的组分，例如树脂材料以改善表面光洁度。
[0043]贴面层可以包含无纺材料。特别地，在贴面层直接施加于模具的情况下，对于贴面层材料可能适宜的是没有特别的纹理或修饰，其可能在模制制品的表面处形成可感觉到的表面结构。然而，在其它布置中，在表面处的这种表面结构或图案可能是有利的特征。
[0044]在不期望这样的结构的情况下，贴面层优选包含无纺材料。例如，优选地，贴面层不包含编织或纺织表面，但在一些情况下，这样的材料可以使用，特别是如果提供了表面处理以减少贴面层材料的表面结构。例如，在一些布置中，贴面层可以包含起绒或拉绒表面。然而，对于大部分应用，优选地，贴面层材料的至少一个表面基本上没有表面结构或图案。
[0045]贴面层可以包含毡布。例如，贴面层可以包含聚酯材料。可以使用备选的材料，例如包括羊毛、聚乙烯、聚丙烯或PET。贴面层可以包含起绒材料，或可以包含泡沫材料。如以上指出的，合适的材料优选对于要使用的树脂是可渗透的，并且具有合适的表面纹理。
[0046]贴面层可以包含聚酯材料，其重量为约120至约150g/m2。
[0047]本发明的广泛方面提供一种使用包含树脂和填料组分的片状模制料进行模制的方法，所述方法包括在片状模制料和模制表面之间施加贴面层。如以上讨论的，贴面层优选具有对于填料组分的隔离层的作用，同时允许树脂材料例如通过吸收的透过。
[0048]通过向包含开孔结构的基底应用片状材料，在本发明的此方面的实例中可以实现若干优点。
[0049]特别地，通过使用开孔泡沫基底，模具中的空气和在模制