专利名称：由一种木质合成材料制造的模压门贴面的制作方法
技术领域：
所公开的发明涉及一种用于由一种木质合成材料制造一种模压门贴面的方法，还涉及所制成的门贴面(或装饰面板)和由这种门贴面制成的门。更具体地说，所公开的发明涉及一种制造一模压门贴面的方法，其中在一压机中将一固体木质合成坯料加热到一足以软化该坯料的温度，然后压力致动压机压板，以使其彼此靠近，并在其后周期地增加此压力，由此，使坯料变形为一适合于一门贴面的模压结构，最后将门贴面组装成一门。
背景技术：
空心门既用作内门又用于外门。空心门可以是一平门，即，两主面都是平的或平面的。空心门也可以是“模压”门，即，具有许多在制造时形成门贴面的三维板。模压门贴面相对较贵，因为由于需要模具、压机等等，所以其投资费用很高。而另一方面，平门的门贴面相对来说较便宜，但不具备美学特征，这种特征有时是消费者所需要的。
许多空心门由木质合成材料形成的门贴面制成。这些木质合成材料包括颗粒板、刨花板和中密度纤维板(“MDF”)。木质合成材料采用一种树脂粘合剂来保持构成该合成材料的木纤维的固体形状，这种树脂通常是热固性树脂。这种木质合成材料不是水份不可浸透的，因此，采用这种贴面的门不适合于外门。如果这种合成材料吸收了水份，无论是液体的还是气体形成的，门的部件都会肿胀，使门变形。玻璃纤维和钢门没有这种吸水的问题，因此，更多地用于外门。
由于木质合成材料的平门贴面与木质合成材料的模压门贴面之间的成本差异，人们试图将平门贴面转变成模压门贴面。那些现有技术中的努力尚未导致商业上可接受的门贴面，主要是由于表面的外观不能令人满意。现有技术的将一平门贴面转变成模压门贴面的努力一般都导致破裂、损坏或其它在美学上令人不快的结构和外观。
标准模压门贴面由较厚的材料垫或块形成，该材料块随后在一台压机中挤压成较薄的厚度。这种块的含水量很大，在挤压操作中将水压出。由于这种块在挤压过程中处于一种类似于流体的状态，所以所形成的贴面具有消费者可接受的有棱有角的特征，因为木纤维可以流动来依随模具的形状。部分由于制造模压门贴面时的高投资额，所以制造商常常希望一个单独的定单订购大量门贴面，以便获得最大的生产效益。小的定单使得价格过高。
熟悉本领域的技术人员知道，需要一种从木质合成材料制造模压门贴面的方法，其能够用一标准的平门贴面坯料作为基本材料，制成具有消费者可接受的特征和表面特征的模压门贴面。本领域中的另一需要是一种由木质合成材料门贴面制造的门，其对于水份具有适宜的阻力，因此，这种门可以用作外门。所公开的发明满足了本领域的这些和其它的需要。
发明内容
在此所公开的发明的一个基本的目的是一种用于用木质合成材料坯料制造门贴面的方法，其周期性地对一软化了的坯料施加一不断增大的压力，使所制成的贴面具有消费者可接受的特征和表面特征。
本发明的另一目的是一种门贴面，其不可浸透水份，因此，门不会变形，所以适用于外门。
按照本发明的一种制造门贴面的方法包括提供一木质合成材料的平坯料的步骤。将该坯料放置在一台被加热的压机的压板之间，压板加热到一足以将坯料中的树脂软化的温度，从而将坯料软化。施加足够的压力使压板闭合，然后(可周期性)递增地施加压力，从而使坯料变形到一种由压板的形状所决定的模压形状和对坯料脱气。然后再从压板之间取下坯料。
按照本发明的门贴面，包括一模压的中密度纤维板坯料，利用热力、压力和脱气已进行再成形为三维坯料，所述三维坯料具有一第一预定厚度的第一部分和一带有小于所述第一预定厚度的第二预定厚度的第二部分。
按照本发明的一种门贴面，其包括一模压的中密度纤维板坯料，利用热力、压力和脱气已进行再成形为三维坯料，所述三维坯料的密度为大约800至大约1000kg/m3。
按照本发明的一种门，其包括一具有相对设置的侧面的周边框架；以及第一和第二模压门贴面，各门贴面由利用热力、压力和脱气的中密度纤维再成形，各门贴面还具有第一和第二侧，各门贴面第一侧具有一在其上整体施加的水份不可浸渍的阻水层且各门贴面第二侧固定于所述框架的一侧。
在下面的描述和附图中，本发明的这些和其它目的以及优点是显而易见的。
从下面结合附图所作的对本发明的优选实施例的详细描述中可以显而易见地看出本发明的上述和其它目的以及优点与新颖的特征，其中图1是用于制造本发明的门贴面的工艺的一流程简图；图2是用于本发明的平的坯料的局部横截面图；图3是本发明的模压门贴面的一局部横截面图；图4是图2所示的坯料在用于本发明的压机的压板之间的一局部横截面图；图5是一曲线图，示出在按照本发明的一实施例的第一周期中的压力随时间的变化；图6是一曲线图，示出按照本发明的第二周期中的压力随时间的变化；图7是按照本发明的一模压门的一侧面图；以及图8是沿图7中的8-8线截取的一局部横截面图。
具体实施例方式
平的木质合成材料坯料10在图2中最好地示出，它具有相对设置的平行的平面12和14。坯料10优选为一种由热固性树脂粘合在一起的木质合成材料，例如一种中密度纤维板。MDF(中密度纤维板)通常使用脲醛树脂作为粘合剂，这种材料在320°F(160℃)至大约425°F(218℃)之间软化或熔化。可以采用不同厚度和重量的MDF，其范围在4毫米至7毫米之间。我优选相对厚的坯料10，以便获得在挤压时可以拉伸的木制纤维材料，从而提供轮廓鲜明的，定型得很好的特征。
通过图1所示的工艺，平坯料10被转变成在图3中最好地示出的一模压贴面16。图3示出为提供美观而在贴面中形成的设计件18，例如用于图7中示出的门20的贴面。图3的贴面16具有相对的表面22和24，它们由坯料10的表面12和14形成。贴面16具有平行的第一部分26和第二部分28，由于形成贴面16的拉伸工艺不同，所以各部分具有不同的厚度。如果坯料10的厚度为4mm，则形成贴面的部分主表面的第一部分26的厚度略小于4mm，由于为形成设计件18而对坯料10进行的拉伸所导致的挤压，第二部分28的厚度大约为3mm。第二部分28通过倾斜部分30和32与平面的第一部分26形成一整体。倾斜部分30和32优选具有一使贴面16在成形工艺结束时容易从压机的压板上取下的结构。
平的坯料10在图1中的装载站32接收。坯料10的密度为大约750至大约800Kg/m3，其厚度为大约4mm至大约7mm。坯料10的初含水量为8％重量百分比。
然后将坯料10向前输送到密封站36，在那里通过辊式涂敷、喷涂或帘式涂敷施加一种密封胶。所施加的密封胶的重量为大约2至大约3gm/ft2，密封胶只施加到将由坯料10形成为贴面16的外表面的地方，而使相对一侧22可以露出木质纤维，以接收用于将贴面16粘接于门架的白胶(PVA)。密封胶可以在38处干燥，例如用红外线灯。
涂敷到表面14的密封胶可以含有一种颜料剂，例如当门20是一适合于着色的内门。在本领域中公知有很多密封胶。密封胶优选为一种压印密封胶，例如可以从Akzo Noble获得的。这种密封胶有助于清洁模具，增加木质纤维的弹性，并改善表面特征的形成。
然后将坯料10从干燥器38优选并选择性地输送到蒸汽釜40。坯料10暴露于釜40内的低压饱和蒸汽。在釜40中，坯料10的温度增加，坯料10还吸收水份，因此，它从釜40中出来时，含水量为大约15至大约20％重量百分比。正如以前所提到的，粘接坯料10中的木质合成材料与木质纤维的树脂为热固性树脂，随着釜10中的温度的增加，开始了树脂的重新融化过程，从而使坯料10变得较软。
我还发现，通过用砂纸打磨坯料10的未涂敷密封胶的表面12可以易于釜10中的水含量的增加。打磨表面12可以去除该表面上的树脂，从而增加水份的吸收。熟悉本领域的人员知道，木质纤维在吸水后肿胀，因此，在釜40中施加蒸汽的目的是使木质纤维膨胀，从而使其在后面的成形过程中可以被拉伸，也是为了使树脂融化，以便软化坯料10。
我发现，在釜40中应该使用低压蒸汽。而且应该注意坯料10暴露于釜40中有多长。如果坯料10暴露于蒸汽少于30秒，则所吸收的水份可能不足以使木质纤维肿胀，也不足以加热到使树脂软化。如果坯料10暴露于蒸汽太久，例如多于一分钟，则我发现，坯料10的表面12和14容易起泡并褪色。如果表面起泡或褪色，则所制成的贴面就会不适用于商业上可接受的门贴面，或者可能需要进一步的加工。
虽然我主张将坯料10暴露于蒸汽形式的水份中，但熟悉本领域的人员知道，也可以采用其它的方法。例如，可以将水雾喷到坯料10的表面上，然后再进行微波或红外加热。无论怎样施加，都希望吸收水份，以便使木质纤维容易肿胀。正如在其它地方解释的，在某些可以获得较长挤压时间的情况下，水份的吸收不一定是必须的。如果采用蒸汽釜40，对于一块4mm厚的MDF坯料10，循环时间可以快到90秒。
离开蒸汽釜40后，可以将坯料10输送到阻挡层站42，在该站，一水份不可浸透的阻挡层施加到外表面14的密封胶上。该水份不可浸透的阻挡层只需要施加到准备用作外门的门贴面上。我主张，水份不可浸透的阻挡层为施加到密封胶上的蜜胺浸渍的酚醛树脂绉纸。一种适用的纸可以用SWEDOTEC挠性底膜TGPN和TXP的商品名从Akzo Nobel获得，主张使用一种绉纸基材来施加树脂，因为绉纸的膨胀系数足以适应当设计件18成形时所发生的肿胀。因此，绉纸不会剥离、撕裂或者出现其它水份会渗入的间断表面。熟悉本领域的人员知道，也可以将形成防水层的交联聚合树脂系作为两组分液体喷射或以其它方式施加到表面14上。也可以使用其它的阻水层。
绉纸阻挡层的另一有利之处是可以着色，这样就可以将一种木质颗粒或其它图案或装饰施加到所形成的表面24上。水份不可渗透的阻挡还增加了门贴面的硬度，并提供了一种耐磨力。耐磨力的改善在运输过程中是有帮助的，因为在运输过程中贴面和门都很容易擦伤或以其它方式损坏。树脂需要40秒的时间来固化并密封贴面的表面。坯料10上的被拉伸以形成设计件18的部分易于肿胀，而阻水层减少了这种可能性。
然后将坯料10输送到压机44，在压机44中压出图3所示的轮廓。我主张采用大约2000吨的高压力压机，以便在挤压操作中对坯料10施加高达每平方英寸(即6.45平方厘米)1.5吨的压力。压机44具有压板46和48，这从图4中可以最清楚地看出。压板46和48优选分别为镀铬钢模，优选的是，一硬的铬镀层的硬度为70洛氏硬度。我主张压板46和48的表面50和52具有硬镀铬层，以阻止否则可能会发生的木糖积聚。
各压板46和48的厚度优选为大约4英寸(即10.16厘米)。对各压板46和48加热。我主张对压板46和48进行电加热，例如用卡尔棒(Kalrod)，虽然油循环或蒸汽循环也是可以接受的热介质。但在加热时我主张将压板保持在大约320°F(160℃)至大约425°F(218℃)之间的一较高的温度，更优选在370°F(187℃)至380°F(193℃)之间。在整个大约90秒的挤压操作过程中都应该保持该高温，以保证坯料10中的粘接树脂重新融化并保持在挤压过程中可流动。
压板46具有一阳模件54，压板48具有一阴模件56。优选的是，模件54与56呈镜面对称，以防止所制成的门贴面的厚度变化的形成。压机44使坯料10的形成设计件18的部分被膨胀或拉伸，因此，如果模件54和56不是镜面对称，则会发生厚度的变化，而厚度的变化会导致软化的木质合成材料的不均匀的流动。虽然在图4中只公开了单个模件54和56，但熟悉本领域的人员应该知道，图7所示的模压门具有若干这种模件的配合件，具体数量和形状取决于门的结构、尺寸和外观。
我发现，通过起初在蒸汽釜40中软化坯料10，然后以周期性地增压的方式在压板46和48之间挤压坯料10，可以将坯料10转换成商业上可接受的模制门贴面16。进而，我还发现，如果压机40具有允许坯料10脱气的装置，以便排出否则会在门贴面的表面形成气泡的空气、蒸汽和其它易挥发物质，则可以形成一种可接受的模制门贴面16。可以通过将两压板打开获得脱气，这在图5的曲线中表示出，也可以通过在压板上提供出口来实现脱气，这在图6的曲线中表示出。无论怎样实现脱气，我都发现，只要以任何增大的程度周期性地施加压力，以引起木质纤维和树脂的流动，直到获得理想的轮廓，同时提供一种排出气体的装置，就可以形成一种可接受的模制门贴面。
图5公开了在压板46与48周期性地开启以释放坯料10中的气体的情况下压机40中的压力随时间的变化。正如图5中可以最清楚地示出的，在标号58这一范围内，将坯料10放置在压板46和48之间，例如在图4中示出的。然后在标号60这一范围内较慢地将压力增大到一第一预定压力。只要一达到第一预定压力，就将该压力保持一段足以进一步加热树脂并使木质纤维和树脂开始流动的时间，这一过程在图5中以标号62表示。然后在标号64处将压板46和48打开，在标号66处使坯料10脱气。然后在标号68处将压力增加，并在标号70处保持该压力。在标号70处保持的压力大于在标号62处保持的压力。在标号68处的压力的增加速度比标号60处的较慢的增加要快得多，因为我发现，开始时较慢的压力的增加速度使木质纤维和树脂所受到的应力较小。由于它们较硬，并且处于膨胀状态，所以它们移动得更慢。在通过在标号62处施加的压力而获得贴面16的初步的结构后，下一周期的目的就是使定型后的设计件18的轮廓更突出，同时也通过使树脂积聚在表面24上而使该表面光滑。
在标号70处保持压力之后，在标号72处再次将压板46和48打开，以便在标号74处能够脱气。在标号76处增加压力，并在标号72处保持在一高于标号70处的程度，然后，在标号80处释放，以便能够在标号82处脱气。然后在标号84处迅速施加压力，在标号86处保持，到标号88处再释放。在标号90处发生脱气，随后于标号92处施加压力，在标号94处保持压力，在标号96处释放压力。然后在标号98处可以将门贴面16取下。
我发现，压力70、78、86和94应该比直接在它们各自前面的周期的峰值压力高。标号94处的峰值压力可以是每平方英寸(即6.45平方厘米)1.5吨，这是一个较高的压力。我还发现，末端保持周期86和94应该比在先的周期62、70和78长，以便对设计件18提供较好的定型。我主张，在3和6压力循环之间的峰值压力不断增加。该不断增大的峰值压力与在升高的温度下保持压板46和48结合，使木质纤维变化其状态以形成设计件18的轮廓，使坯料10保持较高的软化，并改善表面24的表面精整，使其在商业上可接受，并适用于涂漆、上色和其它装饰。
我发现，压力循环的次数和压板46和48的接近程度根据坯料10的厚度和构成坯料10的材料而变化。可以通过或者调节压板46和48之间的空间，或者调节施加在压板46和48上以使它们接近的压力来控制压力。一般是只使压板46和48中的一个可相对另一个移动，因此，对施加在可动压板上的液压进行控制就可有效地控制压力循环。
如上所述，虽然我主张在蒸汽釜40中对坯料10浸入水份，以便软化树脂并使木质纤维肿胀，但是，如果挤压循环足够长，这并不是必须的。在这种情况下，当放入压机44中时，坯料10是干燥的，含水量大约为8％。由于压板46和48被加热，所以它们通过辐射提供了足以软化树脂并从而软化坯料10的热量。虽然在坯料10中的木质纤维不肿胀，并因此而具有附加加强了的流动性，但较长的挤压循环将在这方面的影响减至最小。
图6公开了一种压力随时间变化的循环，其中的压板46和48带有允许脱气的出口。这样就不必打开压板，但是我发现仍然需要不断地增加峰值压力，并需要保持这些峰值压力。
在标号100处将坯料10放入模具中，在标号102处压力慢慢地增加。在标号104处保持压力，然后在标号106处再增大。应该理解，使用带出口的压板46和48，脱气基本上在整个挤压循环中连续地发生。在标号108处保持压力，然后在标号110处增加。压力在标号114处增加，在标号116处保持。压力在标号118处增加，在标号120处保持。压力在标号122处增加，在标号124处保持，然后在标号126处降低，以便在标号128处将坯料16取出。
我发现，完成图5和6所示的挤压循环后，使门贴面16取出时的含水量为大约3％至大约4％重量百分比。这样，由于压板46和48所施加的热量，坯料10的含水量在成形过程中显著地减少。此外，完工后的门贴面16的密度为大约800至大约1000Kg/m3，高于坯料10的密度。增大的密度使门贴面16更硬，这改善了所形成的门的强度。此外，增大的密度提供了对于上漆较好的表面。增大的密度有利于通过压板46和48作用在坯料10上的挤压。
设计件18的成形使坯料10上形成设计件18的部分膨胀或拉伸了大约15％至大约25％长度，如图3中的箭头A-A所示。进而，设计件18的部分28具有一数量级约为25％的减小的厚度，因为需要对木质纤维提供增大的强度。
在标号98或128处门贴面16从压机中取出后，将其输送到重整站130，在那里对门贴面16进行修整、整洁并重新增湿到含水量大约为8％。如果使用了绉纸阻挡层则不必进行整洁处理。重新增湿可以通过水雾或类似物获得。在重新整理后，将门贴面输送到门成形站132，在那里，将各门贴面粘接于门架，优选为一木质门架，以便形成一门。图7公开了门的一例。如果图7所示的门20为一外门，则可以通过边缘粘接将另一水份不可渗透的阻挡层施加到门架的暴露的边缘。
图8公开了按照本发明的一外门的局部横剖面图，其具有例如用PVA粘接于门架136上的模制门贴面16。熟悉本领域的人员知道，门架136绕矩形门贴面16的周边延伸，并且一般包括两个沿着纵向边缘延伸的木质的门挺和两个水平和垂直延伸的横木。此外，虽然我公开了门贴面16被隔开，但它们可以有一个芯，例如在它们之间的泡沫。
蜜胺浸渍的酚醛树脂绉纸138整体上围绕着最外的门贴面16的外表面24铺设。如上所述，蜜胺浸渍的酚醛树脂绉纸138提供了一个将由门20所吸收的水份减至最小的水份不可浸透的阻挡层。其它可交联的阻水层当然也可用于本发明。为了增加图7所示的门20的阻水作用，可以将一附加的水份不可浸透阻挡层140加到门架136的暴露的边缘142上和门贴面16的边缘144上。这另一阻水层140也可以是一种蜜胺浸渍的酚醛树脂绉纸。我发现，绉纸如此之薄，其可以覆盖层138，而不会表面上产生一种不理想的外观。阻水层140也必须是交联的，这可以通过红外加热等来实现。阻水层138和140以及没有阻水层的表面24都要适合于上漆、着色和进行其它的装饰。
虽然已经将本发明作为一种优选的设计进行了描述，但应该理解，按照本发明的一般原理可以作进一步的改进、利用和/或调整，这些改进可以超出本公开，只要在与本发明有关的本领域的公知和一般的实践的范围内，并且适用于在此所提出的本发明的基本特征并在权利要求书所限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种门贴面，其包括a)一模压的中密度纤维板坯料，利用热力、压力和脱气已进行再成形为三维坯料，所述三维坯料具有一第一预定厚度的第一部分和一带有小于所述第一预定厚度的第二预定厚度的第二部分。
2.如权利要求1所述的门贴面，其中a)所述第一和第二部分平行延伸。
3.如权利要求2所述的方法，其中a)所述第一和第二部分限定所述坯料的一主平面的至少一部分。
4.如权利要求1所述的门贴面，其中a)一水份不可浸渍的阻水层固定于所述坯料，并在所述第一和第二部分上延伸。
5.如权利要求4所述的门贴面，其中a)所述阻水层是一种交联蜜胺或酚醛树脂系。
6.如权利要求5所述的门贴面，其中a)所述系是一种蜜胺浸渍的皱纸或酚醛树脂皱纸。
7.如权利要求6所述的门贴面，其中a)所述纸与所述坯料成整体，在模压所述坯料的过程中已经固定于其上。
8.如权利要求6所述的门贴面，其中a)所述纸只固定于所述坯料的一个主平面上。
9.如权利要求1所述的门贴面，其中a)一种密封胶是位于在所述坯料的一主平面上。
10.如权利要求9所述的门贴面，其中a)所述密封胶是带色的。
11.一种门贴面，其包括a)一模压的中密度纤维板坯料，利用热力、压力和脱气已进行再成形为三维坯料，所述三维坯料的密度为大约800至大约1000kg/m3。
12.如权利要求11所述的门贴面，其中a)所述坯料具有第一和第二部分，所述第一部分的厚度超过所述第二部分的厚度。
13.如权利要求12所述的门贴面，其中a)所述第一和第二部分平行延伸。
14.如权利要求13所述的门贴面，其中a)所述第一部分形成所述坯料的一主平面。
15.如权利要求11所述的门贴面，其中a)所述第一和第二部分为整体的，所述第二部分包括一模压特征。
16.如权利要求14所述的门贴面，其中a)所述模压特征的长度超过所述坯料形成该模压特征的部分的长度。
17.如权利要求15所述的门贴面，其中a)所述长度超出所述坯料形成该模压特征的部分的长度大约15％至大约25％。
18.如权利要求16述的门贴面，其中a)一水份不可浸透的阻水层是固定并叠置在所述坯料的一主平面上。
19.如权利要求18的门贴面，其中a)所述阻水层是一种交联聚合材料。
20.如权利要求19所述的门贴面，其中a)所述材料是一种蜜胺或酚醛树脂系统。
21.如权利要求18所述的门贴面，其中a)所述阻水层是一种蜜胺浸渍过的绉纸或酚醛树脂绉纸。
22.如权利要求12所述的门贴面，其中a)一种密封胶涂敷在所述坯料的一主平面上。
23.如权利要求22所述的门贴面，其中a)所述密封胶是带色的。
24.一种门，其包括a)一具有相对设置的侧面的周边框架；以及b)第一和第二模压门贴面，各门贴面由利用热力、压力和脱气的中密度纤维再成形，各门贴面还具有第一和第二侧，各门贴面第一侧具有一在其上整体施加的水份不可浸渍的阻水层且各门贴面第二侧固定于所述框架的一侧。
25.一种如权利要求24所述的门，其中a)所述阻水层是一种交联聚合物。
26.如权利要求24所述的门，其中a)所述阻水层是一种交联的蜜胺浸渍的绉纸和酚醛树脂绉纸。
27.如权利要求26所述的门，其中a)所述门架具有暴露出的外部边缘；以及b)一水份不可浸透的阻水层与所述边缘叠置。
28.如权利要求24所述的门，其中a)所述门架具有暴露的边缘；以及b)一水份不可浸透的阻水层与所述边缘叠置。
29.如权利要求24所述的门，其中a)所述阻水层接收并保持颜色剂。
30.如权利要求29所述的门，其中a)所述阻水层是带色的。
31.如权利要求24所述的门，其中a)各所述门贴面为木质合成。
全文摘要
一种门贴面(16)，其中坯料(10)放置在一加热的压机的两压板之间，压板被加热到一足以软化坯料(10)中的树脂的温度，从而软化坯料(10)。对压板施加一足以使其闭合的压力，然后将压力周期性地施加到一增加的压力水平，从而使坯料(10)变形为一模压的形状，该模压形状由压板的结构所确定。然后将模压坯料(10)从压板之间取出。
文档编号B27N5/00GK1593871SQ20041008513
公开日2005年3月16日 申请日期1998年4月9日 优先权日1997年4月10日
发明者H·莫伊斯 申请人:美森耐进户门公司