专利名称：中密度纤维板的弯曲和成型的制作方法
技术领域：
本发明涉及中密度纤维板(MDF)的弯曲和成形。
木材用于构建物品昂贵而相当难加工，多年来，有时由于价格，有时由于可达到的性质的原因，已使用各种人造复合材料来代替它。一种这类1970年早期就可买到的材料，已知称为MDF，或称为中密度纤维板。MDF基本上是与一种或数种合成树脂复合的木质纤维料，合成树脂常为甲醛基的(通常为脲甲醛树脂，有时采用蜜胺脲甲醛(该型MDF常称为MUF或HMR，后者代表高防水性)，可买到的统称为MDF的材料是指由Medite、Caberboard和Silverpan销售的那些，一般对其细节尚不清楚。现在MDF的主要用途是制造家具和厨房与浴室零件(砧板和架子等)。
MDF通常是制成薄板或各种厚度(典型地为3mm至25mm)和密度的板材，并可以贴上美观的纸或木纹或塑料贴面涂层。它是一种刚性大、很坚硬、实际上非柔性的材料，几乎没有塑性，并且除非它很薄，由于很薄就带一点柔性，否则即使不是不可能，也是难于弯曲，或成形成经常要求的复杂形状的品种。
现已发现，用氨(用无水的，即干燥气体形式)包围MDF，该MDF可变为较塑性，而这种塑性化状态可很容易压缩或弯曲成几乎任何要求的形状。
因此，在一方面，本发明提供一种板形MDF的成形方法，其中该MDF用氨处理，将其包围，使之变为较为塑性，如此得到的塑性化MDF然后按需要成形，然后允许氨气逸失，该MDF转变为其正常的、此后保持的较非塑性的形式。
该MDF可以是那些通常称为MDF的任何材料，包括尤其称为MUF的那种。
用本发明方法成形的MDF板，实质上可以是任何合适的形状、大小和厚度。如上指出，MDF的典型厚度范围为3-25mm，本发明方法可成功地应用于任何厚度。而且，也许是略为令人吃惊的，是这种MDF以前可能已经有了压痕表面，其截面具有成形的断面，即使当该板后来由本发明方法弯曲和成形时，这种断面也会基本保持不变。
在本发明的方法中，该MDF可在室温下(～15℃)用氨气方便地处理，让MDF用氨包围，使其变得较为塑性。该氨与MDF反应，在MDF中的水分的作用下，发生放热反应，反应的热量使MDF的温度升高5～10℃。据信，氨的反应能使纤维素分子形成木质和由其形成的木质纤维，而造成了纤维分子之间及纤维素分子和粘结剂(典型的是脲甲醛树脂)之间的隙缝，这种不连续的隙缝使它们当发生弯曲或压迫时能按需要再定位。换言之，MDF的可变化学(和物理)性质与升高温度相结合，使该MDF变得比原有状态更具塑性，即由施加外力使其形状改变，当外力除去时不会立即恢复原有形状。当然，一旦氨除去或逸失后，这些分子/纤维在其新位置上再结合，不会造成该MDF的变形。
氨，最好是干燥(无水)的氨气，可在各种环境物理状况下施加给该MDF。例如，它可在一密封的压力室(它可以标准蒸压釜的形式)内施加，也可以一个简单的塑料袋(当然是一个能承受涉及的压力和温度的塑料袋)内施加，压力略高，最高可达0.4MPa(约4大气压)。然而，氨的压力越高，MDF吸收的氨量可能就越多，氨与MDF及其中的水分的反应越激烈，这种过量会引起局部过热，导致MDF的溶胀和当其膨胀时，在其中产生气泡，使MDF变形，甚至导致表面不平和可能发生MDF的爆裂。因此，最好是施用的压力较低，约为0.1MPa(1大气压)。
放置MDF的压力室在加入氨气之前抽空较为有利，这样，所用的氨压可保持较低，处理周期可以缩短(但如上所述，不用担心MDF变形)。
MDF中吸收处理用的氨的速率一定程度上取决于MDF中的水份，湿度越大，吸氨率越高。因此，确保该MDF含有水份将缩短处理时间，但如其它地方观察到的，吸收太快会引起表面缺陷和变形，因此，当以此方式加速处理时，应当小心对待。
按上法对MDF处理的时间，一定程度上还取决于MDF的密度、厚度和温度。密度和厚度越大，所需处理时间越长，而处理温度越高，所需时间越短。因此，例如对6mm厚的板，可在15℃用1小时成功地处理，而16mm的板需更长时间和更高温度，需3小时和/或20℃。
一旦受氨气包围，该MDF就变得较为塑性，然后将这样塑性化的MDF按要求成形。该成形可按任何方便的方式进行，并可使该MDF具有任何合适的形式。典型地，一块MDF板(或其一部分)可以在表面贴上或压上图案，这样使其看起来象浮雕，同时一条MDF也可被夹住或绕一样板弯成曲线形。
虽然该塑性化MDF板可以完全用手工弯曲和成形，但是一种合适的弯曲和成形方法涉及到使用一种夹具，即一种预成型表面或一套钉子点，围绕它MDF可以在“固定”下就能弯曲和定位。夹具的结构和使用的技术是大家熟知的，在此不需赘言。
假如弯曲或成形涉及到贴花或压花操作，则这可以任何方便的方式进行，例如在常规的压机下或用转动的辊筒。这类成形方法是大家熟知的，这里不需多加评述。
使该MDF可达到的弯曲程度而不致损伤，相当大程度上取决于MDF的厚度，理所当然薄板比厚板更易弯曲。在用本发明的方法的试验中，有可能以下列方式可靠地将板材弯制成有用商品板材正常弯制极度弯制厚度(mm)外径(mm)18.730015516230120121909065040一旦该塑性化MDF已按需要成形，就允许氨逸失，由此，MDF就转化为其正常的其后保持的较非塑性形式。例如，一条夹在夹具上绕某样板被弯制的MDF板，可简单地留在原处几小时，在此期间氨扩散出该板并逸失，并当移走样板时，该板条就保持其新的形状。然而，有可能需要加速这种“干燥”过程，这时可应用固定、台架和其它各种技术，包括应用加热(如用辐射热，或甚至射频感应加热，如用一微波炉)和/或真空技术，以及向此表面通空气流(热空气起加热作用，而湿空气起化学萃取作用)。为了改进干燥效果，如果可能，也可能需要松开任何夹具(或其它样板设备)的接触部分，否则那些部分将包留板表面的一处或多处。
用本发明方法处理的MDF板的表面，可能由于吸收湿气会变得略为粗糙。一旦弯制成形的板已经干燥，因而固定在所需形状，这种粗糙可由简单的抛光操作而消除。
虽然本发明方法的氨处理可能引起MDF板的少量溶胀，但这并不重要，不会引起成品板的任何明显变形。
当然本发明可扩展到按本发明方法制得的成形制品。
下列给出实例，虽然只是说明性的，用以表示本发明方法实施方案的细节。
实例1MDF的弯曲和成形步骤1该MDF的塑性化使用一特制的圆形截面蒸压器，尺寸为4.2m×250mm内径，进行塑性化的材料是一打条形MDF，每条尺寸150mm×18.7mm，长度是从1.5m至3.6mm。该MDF得自奥克兰的NelsonPineIndustries，名为THINLINE(这是一种MUF材料)。
首先，将这些条板放入蒸压器内，将蒸压器抽空至0.01MPa，并在室温下稳定之，使条板保持在该低压下2分钟，在4分钟内向其中通入氨气(来自无水液氨钢瓶)，始终基本保持温度恒定，直至内压升至0.4MPa。
一当全部氨通入后，在相同温度和压力使条板保持在氨气气氛中4.5小时。在此期间内，氨的化学作用使MDF各组分之间的粘结力变微弱，因而使该MDF本身变为塑性。
步骤2该MDF的弯制在预定时间末，蒸压器内剩余的游离氨被清除出去，使压力与外界相等，打开蒸压器使可以取出塑性化MDF。
将这些条板取出，放入各类合适的标准形式的弯制夹具中。用这种方法，例如可以使条板弯曲成外径为800mm的半圆形。这样弯制的条板然后在夹具的位置上夹紧，允许其“干燥”，即让吸收的氨蒸发出去(向条板吹热空气可帮助这种蒸发)。在头半小时内，每条板均夹在夹具上，而在这段时间末，放松夹具并从夹具上取下，使之自由放置再干燥4至5小时。
在这干燥阶段末，每条板均已回复到其正常的物理性质，但保留了新的形状，并能阻止任何使之变形的一般尝试。
实例2
使用与上述大多数相同的方式对另两批MDF(这时使用非MUF材料，MEDITE，得自MediteLtd)弯制和成形，但与上述方法有如下重要差别a)所用的容器是大的重级塑料袋b)第1批料未用起始抽真空，另几批用了抽真空至0.01MPa。
c)容器中氨压不超过0.1MPa。
d)对于用预抽空的批料，处理时间为1小时，另一批为1.5小时。
e)在环境条件下进行干燥24小时。
第3批料用基本相同方式处理，只是在排放氨气后，将袋抽成0.01MPa的真空，以加速该“干燥”步骤，而事实上产品完全不再需要进一步干燥。
按这些方法制得的成形MDF产品都非常令人满意。
权利要求
1.一种使板形中密度纤维板(MDF)成形的方法，其特征在于用氨处理该MDF，使氨包围该MDF，使之变得较为塑性，然后将这样得到的塑性化MDF按需要成形，然后使该氨逸失，MDF回复至其正常的此后保持的较非塑性的形式。
2.根据权利要求1的方法，将其施用于已知为MUF(蜜胺脲甲醛)的MDF的形式。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于该MDF用干燥气态氨处理。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于该氨处理是在环境温度下进行的。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于对MDF进行氨处理是在一个密封室内进行的。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于该氨处理是在0.1-0.4MPa压力下进行的。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于该氨塑性化的MDF受到减压处理。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于该氨塑性化的MDF在此后用一种夹具成形。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于一旦该氨塑性化的MDF已按要求成形，用加热法使该氨逸失。
10.按照权利要求1的方法制备的成形MDF制品。
全文摘要
中密度纤维板(MDF)是一种常用的木材代用品。通常制成平板形式，它是一种坚硬的非柔性材料，难于弯曲成经常需要的复杂形状。现已发现，将MDF浸入干燥氨气中，能使其变得较为塑性，在其塑性化状态它容易压缩或弯曲成几乎任何要求的形状。
文档编号B27N3/00GK1100359SQ93117808
公开日1995年3月22日 申请日期1993年9月16日 优先权日1993年9月16日
发明者戴维·皮尔斯·罗斯·普拉特, 理查德·戈登·沃伦·普拉特 申请人:戴维·皮尔斯·罗斯·普拉特, 理查德·戈登·沃伦·普拉特