TWI375619B - Composite products - Google Patents

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第097138125號專利申請igj書替換本日期：101年3月5日 六、發明說明： 【發明所屬 <技術領域】 本發明有關複合產物，例如層合產物。本發明之較佳 態樣為有Μ合物，其包含—發泡體基材及在該基材表面 的表皮。本發明的較佳態樣有關層合之嵌板的生產，例如 用於建築物、傢倶及做為建築用之組件，例如建築用模型， 雖然本發明可應用至非常廣的複合產物廣㈣^本發明描 述之癌樣㈣Η、窗及其他嵌板，尤其用於建築物中者。 Λ* ιΐϋ~ 門、窗及欲板傳統上由木材製成，且可有玻璃或未裝 玻璃。然而，除非特別處理，木材若曝於温度及/或濕度的 改變時會彎曲。此料觀不利且亦可能導致難以開啟及關 閉門、窗及隔板。後者對現代建築安全規定為—重要問題， 彎曲的門、窗及嵌板可構成火災危險。再者，木材在取得 上相料貴讀於料型式的木材㈣有較大的環境考 量。 因此，在過去數10年來，有朝向提供合成門、嵌板及 窗的趨勢。人造門的一型式為模製門。模製門可由數種不 同的方法形成。 在建築、設計及傢俱工業，此種包含發泡體樹脂層及 表皮之發泡體樹脂層合嵌板的使用增加，因為其可達到廣 範圍的有用性質。 在一形成嵌板的已知方法中，嵌板包含一對外表皮及 内發泡體核心。此表皮及發泡體核心為分別形且接著以 1375619 第097138125號專利申請案說明書替換本日期：· 101年3月5曰 黏合或以加熱方法結合在一起。然而，某些黏合劑在特定 條件下失效’導致剝離，且其他難以施用或需要使用特別 的控制條件’例如因為在其中的組份被認為是有毒性或者 對健康有危害。在其他的例子中，在黏合劑中的組份不利 5影響被黏合層之一或二者，例如因為化學侵害或局部的層 溶合。相似地，因為熱結合僅適用於至少一層為熱可軟化 材料且無任何層會受到有效熱處理所需之温度的不利影 響，限制熱結合的使用。再者，某些材料藉由熱而得到的 結合並不足夠的強或傾向因老化的破壞。再者，此一方法 對於嵌板生產，如嵌板的門或壁嵌板的再生並不經濟，其 等具有深輪廓化之表面，因為其涉及分別形成合宜輪廓的 核心及表皮元件，而此需要使用昂貴的模。 在已知的系統中，表皮經由片狀模製化合物(SMC)之壓 缩成型而形成。SMC包括一熱固性樹脂例如一聚酯樹脂， 15 與補強纖維例如玻璃纖維。 為了製造成形的表皮，摺疊此片狀模製化合物以形成 進料塊並置入預熱的模製腔室中。關閉此模並施用壓力 以壓製此模製化合物，故其可分佈至模的所有部份。施用 熱及壓力直至模製的材料熟化。接著打開此模並移出形成 2(3的表皮。 在發泡體注入至位於表皮間的腔室前，成形之表皮接 著可緊固於框架的相對側。發泡體做為一填充劑且可助於 提供増加改良間之剛性及絕緣性。此門可接著適當的最後 力〇工〇 4 ^ 097138125號專利申請案說明書替換本曰期：1〇1年3月5曰 然而，雖然此方法有效，但不總是可靠的。此是因為 發泡體的熟化及孔洞的填充難以控制精準。再者，熟化發 泡體的流變性質受鐵絲網目補強物的不利影響，其通常在 表皮間提供以強化結果產物。 使用此一方法形成SMC表皮有更多的缺點。例如，需 要折疊SMC以在模腔中形成一塊。此係因為困於模腔中的 空氣及在熟化反應中形成的氣體需要在模製操作中釋出。 且，需要高壓以完成模製；已知為至1〇〇〇至12〇〇噸的 壓力。 此在可用於做為模本身的材料加入限制。在此配置 中，使用不銹鋼模，但此為昂貴的且加熱非常慢，故在達 到需要的模温度前造成長啟動時間。例如，在壓縮成型需 =加熱不銹鋼模至14〇它時需要數小時。此外，不銹鋼模非 吊重且用於开)成一不同表皮外廊而置換一模可能需要半 天的時間’此包括冷卻、變换模及加熱循環。因此，此壓 縮成型製程在過去通常用於生產高黯產物，因為在製造 此模的投資及在變換模的停工期。 、此方法的另-缺點為在表皮接著以黏合_著至核心 或以發泡體填充以形成—發泡體層合結構，在表皮及核心 間連結的結構失效可能為一問題。 C明内溶l迴 本發明的-目的為提供一改良之複合產物及形成一複 合產物的方法。 本發明的-態樣為提供一形成複合產物的方法，該方 第097138125 申請案說明書替換本日期：1〇1年3月5日 法包含：提供一層，其包含一片狀模製材料；提供一基材； 施用片狀材料層於一基材表面上；並壓製片狀材料至基 材’其中基材的結構為使氣體及/或蒸氣可由壓製區域排 出。 較佳地’此壓製區域為基材表面及片狀材料被壓製在 一起的區域’較佳在基材及材料的界面區域。 經移除在該區域中殘留及/或堆積的氣體或蒸氣，已發 現需要形成複合產物的壓力在某些實施例中可顯著的降 低0 較佳地’基材表面性質為使氣體或蒸氣可由該壓製區 域逸散。例如，在材料表面的至少一部份之區域較佳為多 孔以允許氣體或蒸氣由相關區域排出。 較佳地’此基材為使氣體或蒸氣可由該壓製區域在一 方向逸散，其通常橫切於片狀材料壓製至基材的模壓方向 之方向具有至少一組件。 可提供其他的形式（如一可替代或為附加的）以助於氣 體的排出。例如，在基材中形成溝槽或通道。 允許氣體排出之基材結構可為原生於基材之組成物性 質本身，及/或可由後續動作提供，例如藉由機製基材或藉 由在基材上的化學作用。 較佳地，基材的構形為可使其在壓製區域釋放壓力。 較佳地，此基材包括一具有胞室結構的材料。一基材 之胞室結構在某些配置中可提供氣體之必要排放。在較佳 實施例中，基材包含一包括實質上開放胞室結構的材料。 第097138125號專利申請案· 本日期： 在某些實施例中，以此方式可獲得氣體由壓製區域離開的 良好移動。此基材可包含一發泡體材料。 本發明之-再-態樣為提供—形成複合產物的方法， 該方法包含：提供一包含片狀模製材料之層；提供一含有 -發⑽㈣的基材’該發泡體包括—實質上開放胞室結 構；施W狀模製材料層在基材表面上，並施用壓力以結 合片狀材料至基材。 較佳地，此產物包含-層合產物。本發明之看合產物 可包含例如具有-表皮施用至表面的核心，或可包含夹在 一表皮間的核心。其他配置亦為可行的。 此基材然後可形成一終產物的部份，或可預想在表皮 形成後，移除基材，例如藉由機製。較佳地，此基材形成 一衍生自複合產物的終產物的部份。 在本發明之部份實施例中’此片狀材料直接施用至基 材。在其他實施例中，提供至少一層於基材及片狀材料間^ 例如以促進二元件之黏合作用或接合。例如，在二元件間 可施用一黏著劑》 較佳地，此方法包括施用片狀模製材料層至一模的步 驟’此方法更包括壓製基材至片狀材料到模的步驟。 藉由提供一為片狀形式的基體，可避免使用一液態樹 脂。此在產物製造上可節省相當的時間，以及優點在於基 體材料的易於使用及減少基體材料或預聚物施用至模所需 的人工及設備。 此方法可包括直接施用層至模表面的步驟。 第097138125號專利申請案說明書替換本曰期：1〇1年3月5曰 在其他實施例中，至少再一層可施用至片狀材料及工 具表面本身間。在某些實施例中，材料可施用至工具表 面，例如以助於模製及/或產物由模釋出。一塗層組成物可 施用至模’其在模製後於產物上形成一塗層。此組成物可 為已著色的。此組成物可以粉末形式施用至模，例如使用 一靜電方法。 較佳地，本發明方法可更包括在片狀模製材料及模表 面間提供一遮幔的步驟。 較佳地，此遮幔包含一材料片，其在模製前於片狀模 製材料及模表面間提供。遮幔的提供與不存在遮幔的配置 相較，則者較佳提升模製物件的表面最後加工的改良及改 變。 例如，在模製化合物之片材包含一補強組份者，此遮 幔較佳做為一預防或減少生成之模製產物上補強組份的 量。例如，在包含具有短玻璃纖維之SMC的模製化合物， 已發現在某些狀況下，在模上的玻璃纖維可由模製產物的 表面突出而提供一不利的表面最後加工。藉由使用一遮 幔，其可提供模製材料之特定組份的阻障，例如因此可改 良表面最後加工。 在某些實施例中，已認為一遮幔的使用具有降低基體 材料在模平面移動的效用。本發明此態樣的較佳特徵為在 模表面的平面的移動之降低；此認為在某些配置中可提供 模製產物較佳之最後加工。 此遮幔在模製期間較佳實質上對模製材料的組份為可 1375619 第097138125號專利說明書替換本曰期：ί〇Ι年3月$日 通過的。 在此方式，模製材料之一組份，例如一樹脂組份，在 模製期間可通過遮幔，故在模製產物的表面可形成—樹脂 完工產物。

5 因此，賴選擇的材料較佳為可使模製化合物(尤其樹 脂）之特定組份充分通過，同時對特定其他組份例如破璃纖 維或其他補強物提供一阻障功能。 在某些配置中’此遮幔可直接置於相鄰模表面且有足 夠的樹脂組份穿透以製造一滿意的表面完工。然而，其預 10想可在遮幔與模表面間再提供—層以改良表面完工了例 如，可在模表面上提供-樹脂材料層。此可以任何適 方法施用。 15

20 -窄叫頻外地，此遮幔層可包含額外的組份，例如 脂材料以改良表面最後加工。 “此遮幔可包含_非編織村料。尤其當遮幔為直接施 至拉者’其可預期遮幔材料不具有—特別紋理或修整， :在模製產物表面上形成-可察覺的表面結構。然而， 特性配置中’此一表面結構或在表面的圖樣可為—有利 例如結構者’遮幔較佳包含-非編織材料 子中可使編織或紡織的表面，雖然某些> Ρ材^ 材料’尤其若6提供1面處理以減少; 慢材枓之表岭構。例如，衫魏置巾， ——表面。然"大多數丄=: 9 "^097 丨 38丨25 號^~~~~-^~~_ ---—~~: 101 年 3 月 5 日 -遮幔材料表面實質上不具有表面結構或圖樣。 此=可包含，。例如，此遮幔可包含一聚醋 替代㈣，例如包含羊毛、聚乙稀、聚丙烤 或Γ此賴可包含1狀倾，或包含-發泡體材料。 如刚述及，一合宜的材料較佳對使用的樹脂為通透的，且 具有一合宜的表面紋理。 此遮幔可包含一聚_，其具有一約12〇至約15〇 g/m的重量。 本發明之-廣態樣為提供使用一包含樹脂及填充劑组 W份的片狀模製化合物的模製方法，該方法包含在片狀模製 化合物及-模製表面間施用一遮幔。如前文討論，此遮慢 較佳對填充劑組份有阻障層的效果，同時允許樹脂材料通 過，例如藉由吸收。 藉由施用一片狀材料至一含有開放胞室結構的基材， 15在本發明態樣的實施例中可得數個優點。 尤其’藉由使用開放胞室發泡體基材，在中之空氣及 在模製製程中產生的氣體可通過發泡體的開放胞室結構， 故在表皮中導致裂缝與其他變形的空氣及氣體之風險可被 降低。 再者，在模製方法中藉由接合片狀材料至基材，在層 合產物的製造中可獲得有效性，因為在某些實施例中，可 避免黏合表皮至核心的再一步驟。 在某些實施例中’其將配置片狀材料的配方為可使模 製材料巧入基材表面。在某些實施例中，其可藉由在組成 10

物中有過量的預聚物材料而達到，例如與其他應用之對應 組成物相比較。 ~ 因此，表皮形成的厚度可自我調整，其中模製操作將 壓縮片狀材似-狀厚度，且過#的翻將流入基材 中。且，在片狀材料的配方中需要較低的精準度，因為在 組成物中任何過量的預㈣在難㈣巾將移除至基材 中。 在較佳實施例中，片狀材料的材料在模製方法令通過 至胞室或的其他基材材料配Μ，域供在基材及模製之 表皮間的機械結合。此可減少表皮由基材核心剝離的風 險，以在當曝於加熱/冷卻循環時提供一安定產物 整體複合結構而不需要施用黏合劑或元件配件。’、 在較佳實施例中，片狀材料在基材上形成一外表皮， 其機械插入基材以在表皮及基材間達到一良好結合。在某 些例子中’已發現在表皮與基材的界面達成的結合事實上 強於基材材料本身。—由此方法製成的層合產物在基材層 中可能失效’但不在界面處。 較佳地，此方法包括施用熱及壓力至基材及片狀材 料。較佳地，片狀材料直接在基材熟化。此重要特性可單 獨提供。本發明的-廣態樣提供—可熟化材料之片材直接 面’較佳係一結構為可由界面區域排出氣體 或無氣的基材’較佳地’此基材包含1放.胞室發泡體。 較佳地，片狀材料包含熱固性材料，此方法包括造成 或允許材料固化的步驟。 1375619 I第097138125號專利申請案說明書替換本曰^ 較佳地’此方法包括壓縮成型的方法。 較佳地，選擇壓力及温度與循環時間以使片狀材料固 化於模中。 較佳地，定出此模輪廓以製造表皮的期待形狀。 5 彳獲得複合產物之外廓表面。例如，當組份壓製模上 時，產物表面可包括在模壓步驟期間形成的下壓部份。' 此，可形成模製之複合產物。 可構想本發明的方法用形成無表面模製的產物，例如 平面。在此例子中，此基材可包含任何合宜之材料。較佳 10地，此基材包含-剛性材料，故模壓步驟可非常成功的實 施且此基材可提供產物的期待機械性質。 在某些實施例中，當需要一外廓表面時，期待的 或模製可在基材表面上形成。例如，可藉由機製在基 形成期待的形狀，例如，一含有聚胺基甲酸酿發泡體的Α 15 材塊。 土 模形狀為符合基材輪廓，故當組份在模表面壓製時， 此生成之嵌板具有具預期輪靡之表皮結合至成形基材上。 然而’較佳地’此基材包含—可壓碎的材料，故在 力步驟施用期間，模製此基材表面。 20 &基材可包含—脆弱材料。此-材料可為剛性且在此 生成之產物的正常使用為非可壓碎的但在模壓步驟期 間，此基材材料為可慶碎以模製基材。在使用—模表面： 基材材料可愿碎，故其面向模的表面可與模表面之輪廓— 致。 12 1375619 第097138125號專利申請案說明書替換本日期年3月二 ~~ ---— ____ 此特徵特別有利且可單獨提供。因此，本發明之—離 樣為乂供一形成複合產物的方法，該方法包含：提供—含 片狀模製材料的層，及提供一包括可壓碎材料的基材，施 用片狀材料層至基材表面，及模壓片狀材料至基材，其中 5 至少部份的基材在模壓步驟期間被壓碎。 較佳地，至少部份的基材在模壓步驟模製。 較佳地，此方法包括提供一模表面並先施用該聚合物

片材及接著可壓碎基材至模（可選擇地與另一層或組份提 供）中，此基材可模製以對應於模表面的形狀。 〇 較佳地，基材包括材料非彈性可壓碎者；較佳在模壓

期間基材材料的變形實質上可塑的，其為實質上永久且不 可回復的。因此，一旦基材已被壓碎，其保留被壓碎的形 狀。 在某些實施例中，此方法特別有利。尤其，其可免除 15在施用表皮前，機製需要的輪廓至基材表面之需求。 在本發明方法中可使用基材的簡單塊狀以形成成形或 模製之產物。 此模製可提供產物的表面輪廓，及/或可提供產物本身 的形狀。可構想成形之產物使用此方法形成。 '° 在描述的實施例中，此基材包含一塑膠材料，但可使 用其他任何合宜材料。 可構想本發明可使用於基材包含一即使在施用壓力下 為剛性的材料處，但此基材較佳包含一在施用壓力期間可 控制Μ碎的材料’故基材表面可取得模的一部份輪廟。 13 第097138125號專利申請案說明書替換本曰期：1〇1年3月5日 在此方式，模製之層合產物可有效地由一片狀模製材 料及一塊基材材料以單一步驟產生。 在某些較佳實施例中，基材可在單一模壓步驟中提供 二表皮’此基材較佳地依二相對模表面之形狀模製。此二 模表面可具有不同輪廓或相同輪廓。 在某些實施例中’核心的部份或全部可壓碎以具有實 質上0厚度》 在本發明之實施例中’基材材料較佳包含一剛性發泡 體，例如一發泡體材料藉由在引起或允許酚醛樹脂、酸硬 化劑及微細分離的粒子固體混合物在條作下熟化而獲得， 其中該混合物的發泡主要或單獨藉由存在於酚醛樹脂小分 子或熟化反應形成之副產物的揮發作用而造成。此例示發 泡體的形成為詳述於EP 〇〇 10353且含有此些發泡體的發泡 物體可由英國ACELL Holdings Limited公司以ACELL發泡 體取得。 較佳地’基材材料具有在1〇〇至50〇 kg/m3範圍間的密 度，較佳地為120至400 kg/m3且更佳為120至250 kg/m3。已 發現此發泡體藉由施用合宜的壓力可在其表面造成再生， 即使相當精細且複雜的模表面，該壓力量依發泡體材料的 性質及密度而定，但可易於由簡單的實驗決定。 此一基材具有實質上開放·胞室結構，故當片狀材料層 壓入材料的胞室或孔洞時，其中的氣體或蒸氣可易於排出。 雖然可使用任何合宜的材料，本發明的態樣為特別適 宜與實質上剛性結構材料使用，例如發泡體，亦即，較佳 1375619 第097138125號利申請案說明本日期] 自體支撐的發泡體，其在負載下可抗撓曲且在溫和壓力下 • 不會崩裂。此發泡體的物理性質，特別是壓縮強度及在負 . 載下的撓曲相相與胞室壁厚度有間（尤其此一因素）。在某些 實施例中，發現合宜的基材材料之胞室大小在約〇 5爪^至5 5_範圍間，更較佳為0.5或1111〇1至2或3 111111。 此基材較佳包括一填充劑材料，例如一細粒填充劑材 料。以細粒填充劑補強的發泡酚系樹脂在在某些配置中特 別佳，因為由其形成的層合物可獲得物理性質及抗火性的 Φ 優良組合。 10 ㈣地，發泡體歸的至少部份胞室或細孔向正面的 表面開Π，片狀材料層為施用至此表面上’ 此開口較佳 :， 祕於表面超出至一比開口大的寬度，藉而提供一可促進 層材料插入基材的凹切。 在某些實施例中，在基材上提供的片狀材料層的厚度 15至少1 mm，但亦預期少Mi _的厚度。若需要材料層之 厚度可在SETTING之前或之後降低。 # 纟某些實施例中，片狀模製材料之又-層可施用至基 材的另-表面，施隸力將基材夾於二片狀材料層間。 在此方式，可形成-在二側具有表皮的層合產物。例 。20如’在產物為門時，門的二側可在一單—步驟形成。 . 此片狀材料較佳地包括一熱固性材料。此材料可包括 其他組份，例如可使處成片材形式的組份。 本發明之態樣的片狀材料，可包括任何合宜的基體組 成物。例如，此基體可包括至少-熱固性聚合物，例如環 15 1375619 .... ...... 叉，丨只』π工妝驭眾兑ϋ胺、及/ 或任何其他合宜之材料。此材料可包括三聚胺，其可做為 一阻燃劑。此基體材料可依需要進一步包括硬化劑、促^ 劑、填充劑、顏料、及/或任何其他組份。此基體可勹 熱塑性材料。 ^ ~~ 此片狀材料可包括補強物，例如補強纖維。此 料可包括玻璃纖維。 較佳地’此片狀模製材料層包含SMc (片狀模製入 物）Ο σ 10 SMC可包3 _主要組份：—基體及—補強物。 此基體較佳包含-樹脂，其較佳包括聚醋，但可 乙稀醋、環氧樹脂、齡系樹脂、或_聚亞酿胺。較佳地， 此基體包含一熱固性樹脂。 15 此基體可進-步包含添加劑，例如礦物質、惰 劑、顏料、安定劑、抑制劑、 真充 水合添加劑及/或其他合㈣材料。 日_、 此補強物較佳包含玻璃纖維。此纖維可為切斷 cm或更）的長度，或可為連 物材料，例如碳纖維。 J使用其他補強 20 使用SMC為有利的。例如 材料例如熱塑性材料相比為有利的密度但與其他 好的熱性質。對某些應用中為 質’二亦呈現良 用於建築物材私重㈣Z ^好的隔音性質，此為 為重要的’與良好的抗化學性。 16 1375619

散的，例如，此纖維可在一單一或多方向方式配置。此纖 維可為部份的網絡，例如以合宜的方式編織或紡織在— 起。此纖維的配置可為隨機或有規則的，且可包含一織物、 墊、毛氈或織物或其他配置。此材料可包括短纖維。纖維 可提供一連續細絲捲繞。可提供至少一纖維層。

此纖維可包括一或多種材料。例如，纖維可包括至少 一碳纖維、玻璃纖維、芳香族聚醯胺纖維及/或聚乙烯纖 維。可使用Kevlar(RTM)纖維。可使用包括此纖維的產物用 10於保護裝置及建築物產物。例如，本發明的某些產物可做

為裝曱或防彈產物。例如，可形成具有Kevlar(RTM)纖維補 強物的保護嵌板。 此片狀材料可包含一浸漬的纖維複合材料。 令人訝異地，已發現在本發明方法中可使用包含長纖 15維的片狀材料，亦可使用包含編織在一起之纖維的片狀材 料。不欲文限於任何理論，認為可使用此具有相對長纖維 補強物及/或包括纖維墊或其他網絡或結構之材料，因為在 模中沿模表面方向之移動相對低。 可替代地或在片狀材料之整合部份提供做為補強物之 20外，補強物可以一分離層提供，例如在片狀材料與基材間 配置。 在提供補強物層之分離層者，其可位於橫越基材全 部，或可例如僅提供於部份。例如，若在產物之特定區段 有較受到損害或攻擊處，可在該區域提供額外的㈣物。 17 1375619 第案說明書替換 狀，可糾 比其他部份薄的區段及/或在門易於受損部份提供額外的 補強物。 因此，此配置可包括具有整合補強物之片狀材料，例 5如以織物或塾配置之短纖維及/或較長纖維。除此之外或可 替代地，提供之補強物可為至少-由片狀材料分離的層。 補強物_加層可包滅及/或長纖維，例如前述之材料。 在模壓或模製期間，基體材料，例如樹脂，較佳流入 織物或其他配置之結構中以形成結合。 1〇 較佳地，片狀材料層包含一可固化組成物。在本發明 某些實施例中，片狀材料可以除熟化方式外固化。 較佳地，選擇壓力及加熱以致可模製片狀材料並接著 固形於模中。 較佳地，片狀材料的黏度在模壓步驟期間被降低。 15 較佳地，片狀材料為一在熱及/或壓力施用下在黏度上 降低及/或至少部份液化者。在此方式中，可獲得材料在模 中的部份流動。此可導致材料之改良模製，更均勻的厚度 及/或模製缺陷的減少。較佳地，此材料在模壓步驟期間至 ν'部分流入基材材料的胞室中。較佳地，材料及基材為在 20模製步驟期間僅可部分流入基材的材料，故在表皮及基材 間可獲得良好的結合，同時維持一用於層合物需要之機械 及其他性質的合宜表皮厚度。 較佳地’片狀材料以一單一厚度施用。 較佳地，材料例如SMC以一未折疊形式施用至模。此 18 1375619 ---- ^ q 牛 j 月）ϋ 造成製造的簡易，且亦可竑小拗制 J减 >杈製步驟中需要的壓力。如 本文將進y ’可提供多數個單_厚度層此層較佳 在邊緣重疊以減少在表皮上形成溝槽的風險。 較佳地’片狀材料實質上施用至全部的模表面。 5 SMCf f上橫讀表_整_域具有數個優點。例

如，在某些配置中，需要完成模製步驟的壓力可經由減少 在模中側向流動需要的材料而降低。且，藉由減少材料流 過整個模表面的量’可減少模表面的隸及/或磨損。在此 方式中，可由-較廣範圍的可使用材料選擇用於做為模的 10材料，如將於後文中更詳細討論。

此片狀材料可以-材料之單一片材施用至模。 較佳地，可施用多數個片狀材料片材至模表面。 纟某些配置中’例如因為模表面大，或為改良片狀材 料的處理便利性，可施用數片之片狀材料至模及/或基材。 15較佳地，一片材的邊緣可與一相鄰片材的邊緣相接。在此

方式，可減少在基材上之表皮中形成溝槽的風險。已發現 在重疊區域的額外材料不會導致終完工產物的品質：在某 些實施例巾’任何在舰域的過量㈣流人基材及/或在模 中的側向。 ' 因此在某些實施例中，尤其在形成複雜形狀時，可提 供數片之片狀材料。 此—特徵為更有利的因為其可導致潛在片狀材料廢料 量的減夕。愈小片的材料，例如由較大片切下的者或切除 者(例如若嵌板包含—玻璃區段)不需要丢棄且可使用。 19 1375619 ___ 第097138125號專利申請案說明書替換本曰期：101年3月5日 較佳地，施用之壓力為少於200噸之壓力，較佳地少 於約100嘲。 如前文討論’傳統SMC製造方法需要巨大的壓力以排 空在SMC產物形成期間被排除被困住的空氣。藉由在模$ 5 前將發泡體基材放於SMC表皮之後，空氣可由發泡體胞室 結構逸散而大大減少在模具表面的磨損。且需要相當的車交 低壓力。較佳地，壓力為少於500噸，較佳為少於2〇〇噸， 較佳為少於約100噸。 較佳地’施用片狀材料至一含有鋁或鋁合金的模表面。 10 在使用較低壓力處，可使用鋁模具。此可提昇低成本 模具、彈性生產及較少的停工，此係因在模具替換時與 不銹鋼模相比在鋁模的減少重量及加熱及冷卻鋁模的速 度。例如，鋁工具的體積可能明顯小於一對應的鋼工具， 且此與較低密度的紹結合可在使用铭模時導致相當大的重 15 量優點。 、八，入教成驭a含鋁的組份，相 括鋁或-合宜的鋁合金或其包括鋁的材料。 20 較=地，施用片狀材料至-具有表面圖樣的模表面。 如月IJ文指明’模表面例如較佳為成形為提供一外摩表 至層合物表皮。可替代地或額外地，在模 面圖樣以在層合物表皮之表面上得到表面„或紋理。 在層表面上提供—有關木紋圖樣的圖樣，故 纽面切成隨。可提供其他圖樣 以達到表㈣可替代最後力π。 20 1375619 第097138125號專利申請案說明書替換本曰期:101年3月5曰 本發明之另一重要態樣為提供一形成複合產物的方 法，該方法包含：提供一含有片狀模製材料的層；提供一 基材；施用片狀模製材料層至基材表面；且施用壓力以結 合片狀材料至基材，其中該基材包括在基材表面的至少一 5部份上的表面形成，故片狀材料的材料對結合材料至基材 之形成為重要的。 基材表面可包括多數個凹陷。 此形成可包含在基材表面的凹陷以促進材料插入基材 中，並因此結合材料至基材》 10 此凹陷或構型可為任何形式以促進材料結合至基材。 例如，在表面中有凹處、穴或細孔，可有通道或溝槽。形 成的圖樣可為不論規則或隨機的任何形狀，且該形可延伸 橫過基材表面的全部份或僅為表面的至少一部份。 較佳地至少部份的成或凹陷開口在低於表面超出至一 15比開口大的寬度。在此方式，可提供一插入的凹切。 此構型或凹陷可由基材本身的性質產生。例如，在基 材包含一發泡體處，此構型或凹陷可由發泡體之胞室提 供。可替代地或額外地，可在基材表面中形成構型或凹陷， 例如以機械或化學方式。例如，可將小坑機製入基材表面 20 以改良插入。 片狀材料較佳為可使基體材料，例如預聚合樹脂，在 期間延伸至基材表面。此可改良表皮及基材間的結合。基 體材料延伸入表面的距離較佳為大於基材上之表皮厚度的 10%、20%、30%或甚至50%。例如，在片狀材料中大於5%、 21 1375619 __ 第097138125號專利申請案說明書替換本日期：101年3月5曰 大於10%或大於20%的樹脂可流入基材中。 片狀材料的配方為可造成在組成物中足夠的基體-材 料以允許有足夠的期待體積之聚合物流至基材表面。此可 能需要該片狀材料與傳統片狀材料相較包含額外的樹脂。 5 本發明一廣泛的態樣為提供一形成複合產物的方法， 該方法包含步驟：提供一片狀可固化材料；提供一基材； 及模壓片狀材料至基材。 較佳地，片狀材料包括熱固性材料。 此配置較佳為可使氣體可在模壓步驟期間由此配置釋 10 出。 較佳地，基材表面包括多數個細孔或其他表面構型， 故片狀材料可流動以機械性插入基材，例如為細孔或構型 的結果。在此方式中，可獲得在生成之產物中表皮與基材 間的強界面。 15 在某些實施例中，此基材具有實質上開放胞室結構。 此基材可包含一開放胞室發泡體材料。 較佳地’在複合產物形成中使用單—模壓步驟。較佳 地’完全完工的產物可藉由僅使用一模壓或模製步驟的方 法形成。 20 較佳地，此基材包含一剛性可壓碎的材料。在此方式 中:可藉由使用一成形之模製模具以形成層合產物中的1 '^域。較佳地’在模具表面上提供片狀材料，在片狀層 上提供基材，且壓製在模具表面上。 本發明的-態樣為提供一種形成複合產物的方法，該 22 1375619 第097138125號專利申請案說明書替換本日期·‘ 1〇丨年3月5日 方法包含步驟：施用一片狀模製化合物至一開放胞室脆弱 ' 基材’及模壓片狀模製化合物至基材以黏合SMC至基材並 - 在單一步驟中模製基材。 此方法可更包括供一片狀可固化材料的第二層，此方 5 法包括在二層間提供基材，及模壓此二層至基材。 本發明更提供一形成層合產物的方法，該方法包含步 驟：提供二片狀可固化材料層；在二間層提供一基材，二

基材可選擇地具有-實質上開放胞室結構；及模壓此片狀 可固化材料二層至基材。 1〇 纽方式中’在二表皮間包含—層發泡體的發泡體夾 層可由單一模壓步驟製成。 此方法包括在二層的片狀可固化材料間提供再-组件 之步驄。 ° τ 15 20 共他組份亦可在模製方法 產物為門時’門框組件，嵌板及其他 =:广模_中形成為產物。可構想二 作製，例如—門，可使用本發明之單-模製操 -嵌板或門’該方法包含步驟:提供例如 模製材料，在第一及第 〃 -層之片狀 Β間施用一基材，可選摆 及第二層間更施用-額“ & 』選擇在第一 1外組份，並施用壓力 層至基材轉成絲。 層以結合 為了達成改良剛性，Λ甚 在最後完工的產物(門、窗或嵌板） 23 1375619 第097138125號專利申請案說明書替換本日期：101年3月5曰 中，通常表皮不僅經由一核心隔開，也亦可經由框架或框 架元件如門框、軌道及/或豎框。此框架元件可為木材、金 屬（例如，銘）或塑膠（如uPVC)或其等之組合，例如金屬-補 強塑膠。塑膠材料若需要可含有填充劑以改良硬度及/或剛 5 性0 在一較佳實施例中，此核心佔有實質整個體積或框架 中的體積；亦即，實質上在嵌板中的整個空間由表皮及框 架組件界定。且，基材較佳在實質上與表皮接觸的基材之 全部面積結合至每一表皮，即使當表皮包含至少一凹下區 10 域，因為此促進嵌板的整體強度及彎曲抗性。 在一較佳實施例中，基材為至少一塊狀形式支撐於框 架中’例如矩形塊狀，至少一表皮包括至少一凹下區域且 在每一該區域之後的塊狀部份與該區域的輪廓相符合，此 為選擇性碎化在該區域後側區塊之基材的結果。 15 本發明亦提供一由本文所述之方法形成的產物及用於 本文所述之方法中的裝置。 本發明亦提供一含有基材及結合至基材表面的片狀材 料表皮之產物，其中該片狀材料之材料機械插入基材表 面。此基材在表面上可具有構型表面，材料可插入構型中。 2〇此基材亦可為實質上開放胞室，材料延伸入開放·胞室基材 的胞室。 本發明亦提供含有一實質上開放-胞室基材及結合至 基材表面的片狀材料表皮的產物，且更提供用於本文所述 之方法的基材β 24 1375619 —Q97138125 ^^2青案說明書替換本日期_· 101年3月5曰 +發明亦提供—用於模壓片狀模製材料至基材的模製 裝置’較佳該模製農置的表面包含㈣铭合金。 本文所提及的表皮或層為結合至基材 ，需瞭解較佳為 至少一部伤的表皮或層亦如此結合。在某些實施例中表 5皮或層等可附接至與基材的整個界面間。 本發明可實質上延伸至方法及/或裝置，如本文配合附 圖所述者。 本發明一態樣的任一特徵可以任何合宜的組合使用至 本發明的其他.4樣。尤其，方法的態樣可使用至裝置態樣， 10 反之亦然。 圖式簡單說明 現僅以例示實施例方式配合附圖描述本發明的特徵， 其中： 第1圖顯示以一已知方法用於SMC的壓縮成型的裝置； 15 帛2至7_示依本發明之實施卿成複產物的方法之 步驟； 第8圖說明一複合門的形成； 第9至11圖說明複合產物的再一實施例；及 第12a至c圖說明依再一實施例形成複合產物的方法。 20 【貧施方式】 第1圖顯示由一SMC模製表皮的方法◊提供一模i，其 包含陽模2及陰模3的模部份。加熱此模部份2、3至約14〇乞 的溫度。摺疊此片狀模製化合物以形成一置於模内的進料 塊4。此模部份2、3壓合在一起且SMC分佈於模腔内。此模 25 1375619 第097138125號專利申請案說明書替換本年3月5日~' 部份夾持在一起經一足夠時間以完成化合物熟化，並接著 分開模部份以釋出形成的模表皮。 例如，為形成一嵌板，可緊固二表皮於框架的相對側 並注入發泡體至表皮間的腔室中。 5 第2至7圖說明在形成複合產物的方法中之主要步驟。 第2圖顯示一銘模20。此模包含一適宜模製一門嵌板表 面輪廊。此模加熱至約140°C的温度。 施用片狀模製化合物22的片材至模2〇的上表面（第3 圖）。裁切此片材22以延伸至橫越全部的模表面。 10 一木製框架24置於片材22上（第4圖）且發泡體基材塊26 插入框架24中（第5圖）。 此基材26可包含一發泡體’例如將於後文中詳述。 使用的發泡體有利的為： -結構性且具有明顯的承載性質 15 _脆弱且可在壓力下形成’且不具有記憶性而因此實 質上保留其壓製形式 -開放胞室且因此在門製造期間允許所用樹脂移動至 胞室以產生一體複合結構。 使用之發泡體的例示中，胞室大小範圍在〇 5至3 mm且 20 密度為 80至 800 kg/m3。 施用約100噸向下壓力至組件（如第6圖之配置-未顯示 壓力的施用）。此模壓製在基材上以壓碎發泡體及模製基材 表面至模表面形狀。SMC片材22亦在模表面與基材間間壓 製。在加熱之模表面20上，SMC開始液化且流入在基材26 26 1375619 --申請案說明書巧本日期：1P1年3月5日 的表面之胞室。被圍困在SMC及基材間的空氣及其他氣體 通過發泡體的開放胞室結構。此組件置於模中施用一足夠 時間的壓力以熟化SMC而形成模製基材26的表皮及具有一 對應的模表面。 5 &模移出複合產物28(第7圖）。在此實施射，模製產 物的週期時間為約4分鐘。 在此實施例可見，不需要—上模部份。在此實施例中， 此組件靠著單一加熱壓板壓製β 現配合第8圖’其描述—方法，其中在單_模壓步驟中 10形成一模製門。 提供一下模30並置於-加熱墨板上，故模可達到約 刚C之温度。此下模30的下模表面32依嵌板門的表面形狀 輪廊化。 可固化材料的下片材34施用至下模表㈣。此下片材 15 34的大小為大致相同於下模表面32的大小。 施用-包含ACELL發泡體下發泡體塊加至下片材湖 上表面。-木製框架38沿下發泡體塊放置。或者，可先施 用框架38，且此塊36插入框架。一包含金屬拇的補強物片 材40置於在下發泡體塊36的框架38中。—亦包含胤⑽ 泡體的上發泡體塊42置於在補強物片材4〇上及在框㈣ 中。可在二塊36、施用-黏合層以助於結合。可固化 材料之上片材44置於上發泡體塊上。 提供-具有依嵌板門表面形狀輪廓化的上模表面獅 上模46。此上模46加熱至約i4(Tc的溫度。 27 1375619

此上塊42及下塊36包含脆弱發泡體，且壓碎面對相鄰 5模表面32、48之塊的表面並模製為丧板門的表面形狀。 5 1及下片材44與34的可固化材料流人相鄰之發泡體塊 2、36以形成機械結合。在加熱的模中發生可固化材料的 熟化，故上及下片材44及34形成結合至上及下塊的表面。 -旦在數分鐘後完成熟化，形成關由模釋出。 ι〇 因此’其可看出門如何由單-模壓操作製成。 1〇 在一可替代實施例中，提供下塊36、補強物38及塊40 如同單一單元。 在某些實施例中，模表面可具有表面圖樣以在表皮的 外表面形成表面圖樣。例如，在模包含銘材料者，直接在 b —包含真實木材社虹模賴㈣而形成具有木紋表面 ，樣的_ °因此’表面圖樣可包含-真實木紋圖樣而不 是—模擬圖樣。 第9圖顯示-配置，其中可固化材料的重疊片材5〇、52 為置於模表面54上。在此實闕巾，職胞室基材56可直 2〇接®製在重疊物的區域58上而在重疊區域％未損失產物品 在模壓方法期間，在區域58的過量材料流入基材56。 θ第1〇圖顯示基材材料如何在可固化組成物片材60、62 間提供多數個塊。塊64、66、68、7G可-起為線性的連接， 或可幵/成-‘角”72，其可在模壓步驟期間成功的保留。已 發見在报夕的實施例中，即使為使用多數個基材塊，在模 28 ^97138125 綱書雜本 ~~ 壓期間材料充分流人基材以使此生成之複合物可得一良好 機械強度。 < 第11圖進—步顯示包含具有一表皮延伸通角的複合產 物之形成。可固化材料80的至少一片材插入—合宜的：形 七82中’且絲基材84的絲塊至模巾㈣成該角。 第12aic圖顯示形成複合產物方法的又一實施例。在 本文中，形成一嵌板。 ,亦提供-下模13〇,其具有-具需要輪廓的模製表面以 形成要形成之嵌板的需要表面外廓。 下模位於組裝站且形成嵌板的元作為裝載於模13〇上。 棋製表面先使用-合宜的清潔材料清潔之。模製的組 份接著載入模130中。 在模130之模製表面上立刻放置1慢⑶。在此實施 例中，遮幔⑶的大小為可具—些重㈣適合模表面，但此 遮幔並未過大，在此例中模製後可能需要裁切。 在遮幔131上放置一SMC片材134。在此實施例中，再 次，SMC片材134之大小為相似於模製表面的大小但smc 片材可過大，在此例中模製後可能需要一些最後加工。 一框架138接著放置於SMC134上且一發泡體塊136插 入框架138中。 組成組件的立體圖顯示於第12b圖。在第12b圖，為了 清楚顯示，不同組件的厚度並未以比例呈現。 支撐組件的模130接著置於一壓製機中的加熱下壓板 上。在此實施例中，選擇下壓板的溫度以使模温度在模製 1375619 第097138125號專利申請案說明書替換本日期：101年3月5曰 期間為約140°C。 接著，在一壓製機中，一上壓板朝向下壓板降下並施 用壓力以完成模製操作並形成該模複合產物140。 第12c圖顯示此生成之模複合產物140之橫切面的示意 5 圖。為了清楚顯示，不同組件的相對厚度並未以比例呈 現。由第12c圖可見，複合表皮139在產物表面上形成。複 合表皮139包含熟化之SMC層且遮幔131材料。檢測顯示 SMC樹脂呈現具有完全穿透遮幔材料以提供一平滑光澤的 外表面，同時在SMC(例如玻璃纖維）中的填充劑材料捕獲於 10 遮幔下方。 在複合表皮139及壓縮發泡體核心136’間亦可見一邊 界層141。在此層141中，SMC樹脂顯示已穿透發泡體，例 如藉由通過至136之開放胞室結構。可見在複合表皮139及 核心136’間得到一良好的結合。 15 在第12a至c圖顯示形成之複合產物可例如為一嵌板或 門的前驅物。此最後加工的嵌板或門可藉由將二相似前驅 物接合在一起以得到一雙表皮之嵌板或門。可見此极板或 門可替代由單一模製步驟製成，例如前述有關第8圖之描 述。 20 例如，可提供一用於模製的層合產物，在一低模製表 面上，其包含一第一遮幔、一SMC層、一發泡體核心（具任 何框架或其他需要的組件）、第二SMC層及第二遮幔。一上 模表面可壓製在第二遮幔且施用壓力以模製一片完整的嵌 板或門。 30 1375619 I第097138125號專利申請案說明書替換本曰期··〗〇〗年3月5曰_ 並不希望受限於任何特殊理論，此遮幔可提供在填充 • 劑材料及產物表面間做為一阻障層以改良在特定配置_複 -合產物的表面完工。亦認為存在一遮幔可減少基體材料在 平面的流動，因此改良在某些配置中模製產物的外觀及其 5 他特性。 在此實施例中’ SMC包括玻璃纖維。 注意到在某些較佳實施例中，在施用模製組份前，例 $ 如SMC及若需要要的遮幔，無處理模表面的需要。尤其， 在某些實施例中’不需要對模或液體樹脂施用染料，及/或 1〇丨他表面處理。在許多實施例中，任何需要的此-組份可 包含在SMC材料中。 在其他的配置中，此模可塗覆一粉狀塗層，其接著在 產物上形成塗層。此特徵可存在於任何本發明有關的態 樣中。如-實施例，可靜電施用一粉狀塗層至模表面。在 H表面時’粉狀塗層在_施用至表面時即炫融或軟 參 化例如此粉可包括一聚醋。SMC或其他基體材料(具有 或不具有《體之補強材料）接著施用至㈣或軟化粉狀 塗曰此炼融或敕化之粉狀塗層接著在模表面上為“黏著” • i ’被視為可減少在模製操作期間基體材料的移動，其在 2G $些例子中可給予改良的表面完工。在此實施例中，此塗 曰保留在產物表面上，且提供表面抗到痕及/或衝擊性。粉 狀塗層可著色，且因此提供產物著色的塗層。粉狀塗層可 為透月或半透明，且在產物表面可具有光澤的外觀。 可瞭解使用本發明的方法可形成廣範圍之不同的複合 31 1375619 第097138125號專利申請案說明書替換本曰期：101年3月5曰 產物。本發明的應用並不限制於，例如，門的形成。 製備SMC之實施例 SMC包含一可固化基體及補強物。 為製備SMC ’基體可藉由混合例如一聚酯樹脂與礦物 5質、及添加劑例如包括碳酸鈣與二氧化鈦、以及適當的顏 料而製備。 在樹脂糊狀物形式的基體然後施用至一底膜載體上。做為 補強物的玻璃纖維接著施用至在膜載體上的樹脂糊之上表 面。再一層之樹脂糊施用至在基體層間以將纖維夾層。施 10用頂膜至的基體上層。此生成之層組成物接著使用一系列 滾筒壓縮以在膜載體間形成片狀模製化合物的片材。此材 料捲繞在滾筒上並在一調節的温度例如2 3至2 7 °C保存至少 3天。此生成之SMC可以熱壓縮模製。SMC在使用前的保存 壽命通常有數週。 15發泡體 在本發明某些實施例中，此基材包含一具有脆弱胞室 壁之發泡體。較佳地，此柯包括一發泡體，該發泡體在壓 缩下藉由胞室壁脆破裂而粉碎，例如涉及一胞室壁的完全 破裂。此一發泡體經由壓縮力施用在一物件的壓碎區可保 留一清晰且實質上大小精準的壓印。通常，發泡體的降伏 強度，在此例子中為指一需要造成胞室壁破裂及發泡體粉 碎的最小的力量，較佳在約100至丨40 Kpa (15至20 lbs/sq.in) 範圍間’更較佳為至少200 Kpa (3〇 lbs/sq.in)，因為此提供 有效的抗衝擊性。通常，對於特定的發泡體組成物，密度 32 第097138125號專利申請案說明書替換本曰期：101年3月5曰 愈大，降伏強度愈大。 藉由使用實質上具有脆弱胞室壁之剛性塑性發泡體’ 具有模製細節的凹下區域的模製可藉由充分壓力將一層施 用至發泡體核心以造成在表皮之凹下區域後側的發泡體胞 室壁粉碎，藉此經由控制的區部壓碎而造成發泡體符合在 該區域的表皮輪廓。因此，可避免在表皮及基材間空氣間 隙且不需要預形成複雜形狀形式的基材。此為一特別優 點’因為在習知技術中此一空氣間隙的存在，在某些例子 產物將不能對抗温度的改變。 對於此一方法，有利的使用一具有脆弱壁的開放胞室 發泡體’如在某些例子令模壓至傳統如聚苯乙烯之發泡核 心不能成功的獲得’其係因的發泡體彈性當壓力釋放時， 可能造成表皮的變形。 在本發明某些實施例中’較佳為塑性發泡體，其實質 上為開放-胞室且為剛性。然而，發泡體有利選用相對於傳 統使用的發泡聚苯乙烯為高密度者，例如75 kg/m3或更高之 岔度，因為此可提供一嵌板較佳觸感且使其堅固並觸摸更 如傳統木製嵌板。然而，亦可選擇具有較低密度的發泡體。 期待一較高密度時，此發泡體可含有填充劑，較佳為一微 細分離鈍性且較佳為無機固體。選擇之填充劑為可提供嵌 板具有抗温度改變之能力。在一特別佳的實施例中，此填 充劑能夠吸收濕氣’例如結晶的水。 雖然在實施例中特別提出開放胞室之脆弱發泡體，但 可使用任何合宜的發泡體。在本發明某些實施例中，較佳 1375619 第097138125號專利申請案說明書替換本日期：101年3月5曰 為實質上開放胞室的發泡體；例如，一聚胺基曱酸酯發泡 體，但在某些實施例中，發泡體可不為開放胞室。在此實 施例中，基材結構較佳為可使氣體由模中釋出。在發泡體 為開放胞室時，一具有開放-胞室結構之發泡體在生產上為 5 特別合宜的。一亦具有脆弱胞室壁的發泡體為特別佳的用 於形成具有凹下區的嵌板或其他產物，如提供一模製效 果。然而，如本文所述，基材的模製可由其他方法提供， 例如機製。 可使用任何發泡體於本發明的某些態樣中。在許多實 10 施例中，較佳為剛性發泡體材料。例如可使用一剛性發泡 體以形成具有實質上平坦(未模製）表面的嵌板，其可或未包 括如本文所述的表面圖樣。 可替代地或額外地，發泡體表面可為具輪廓的。此輪 廓可例如在發泡體塊的表面上形成，例如藉由機製或任何 15 其他合宜的方法。在此例子中，發泡體不需要例如為一脆 弱或可壓縮的發泡體。 在使用具有脆弱胞室壁的發泡體時，當壓力加於模凹 下區時發泡體上胞室壁粉碎。此壓力的局部增加將增加胞 室内部的壓力，其將造成氣體經發泡體流動，且粉碎的胞 20 室因而可容納表皮凹下的區域。 一合宜的發泡體為一剛性填充之酚發泡體。一特別合 宜的發泡體係由在下列二者間進行熟化反應而產生： (a) —具有反應數(如後文定義）為至少1之液態酚醛樹 脂及 34 1375619 第097138125號專利申請案說明書替換本曰期：101年3月5曰 (b) —用於酚醛樹脂的強酸硬化劑， • 在下列組份存在下： (c) 一微細分離之鈍性及不可溶顆粒固體，其存在量為 液態酚醛樹脂之至少5 wt%且實質上均勻分散於含有鹼醛 5 樹脂及硬化劑的混合物中；含有酚醛樹脂及硬化劑的混合 物之温度’因為施加的熱未超過85°C且該温度及酸硬化劑 的濃度為致使熟化反應產生之副產物的化合物可在混合物 固化前在混合物中揮發，藉此製造發泡之酚樹脂產物。 酚醛樹脂為指一酸-可固化預聚物組成物在一合宜溶 10劑中的溶液，該組成物通常在一驗性催化劑如氫氧化鈉存 在下，以一已知方法縮合至少一酚合物與至少一醛而獲得 的。可使用的酚之範例為酚本身及其之取代衍生物，通常 為烧基取代，若在驗苯環上對轉基的〇_及卜三位置為未取 ㈣。絲賴脂誠動舰需要改良_化產物為較少 15 高度交聯時，可使用此酚的混合物。亦可使用一或大於一 的此紛與取代紛的混合物，該取代齡為鄰或對位置之二已 被取代。然而，為了經濟理由，通常齡可主要或全部包含 酚本身。 20 雖然並不排除使用較高分子量酸，此酸通常為甲酿。 ㈣樹脂之酹/㈣合產物組份合宜的藉由料每莫 耳紛為至少1莫耳甲路的反應而形成，此甲路通常以I水，容 液提供，例如福馬林。較佳使用甲酸與盼的莫耳比例為至 ^至丨’且較佳聽使用高於2·5幻。最佳的範圍糾 35 1375619 第097138125號專利申請案說明書替換本日期·· 101年3月5日 此混合物亦可含有具有二活化Η原子之化合物（二經基 化合物），其將在熟化步驟期間與酚醛樹脂之盼/酸反應產物 反應以減少交聯的密度。較佳的二羥基化合物為二醇’特 別是烷二醇或二醇’其中在〇Η基間的原子鏈不僅含有亞甲 5基及/或烷基-取代之亞甲基，且亦含有至少一雜原子，特 別是氧原子，例如乙二醇、丙二醇、丙烷-1，3·二醇、丁烷 -1，4-二醇及新戊二醇。較佳之二醇為聚-’特別是二-(稀基 趟)二醇，例如二乙二醇及特別是二丙二醇。較佳地二元化 合物存在量為酚/醛縮合產物重量0至35 wt%，更較佳為〇至 10 25 wt%。更佳地’當使用此二羥基化合物時’其存在量為 酚/醛縮合產物重量之5至15 wt%。當在本發明方法中使用 此含有二羥基化合物之酚醛樹脂時，可獲得具有特別良好 物理性質組合之產物，尤其是強度。 合宜地，加入此二羥基化合物至形成之酚醛樹脂中且 15 其較佳在OH基間具有2-6原子。 酚醛樹脂可包含一在水或在任何其他合宜的溶劑或在 溶劑混合物中之酚/醛反應產物的溶液，其可包含或不包 含水。在使用水為單一溶劑時，較佳的存在量為酚醛樹脂 之15至35 wt% ’較佳為20至30 wt%。當然，若水與一共溶 20劑共同使用，則水含量可實質上較少，在使用一共溶劑時， 其為例如一醇或前述二羥基化合物之一。 如前述指明，液態酚醛樹脂（亦即，酴/醛產物溶液可選 擇地含有二羥基化合物）必需具有至少1之反應數。反應數 為1 〇 /X，其中X為以分餚表示的時間為使用i 0 w t %酚醛樹脂 36 1375619 第097138125號專利申請案說明書替換本曰期：101年3月5曰 於66-67%的p-曱苯磺酸水溶液中於60°C硬化酚醛樹脂所需 要的時間。此測試涉及在一試管中混合約5ml酚醛樹脂與所 • 提及量的P-甲笨磺酸溶液，將試管浸入60°C水浴中並測量 混合物觸摸變硬所需要時間。酚醛樹脂應具有至少1的反應 5 數以利於製造發泡產物，且此酚醛樹脂較佳具有至少5之反 應數，更佳為至少10。 酚醛樹脂之pH ’其通常為鹼性，若需要，較佳調整至 約7以用於此方法中，其係合宜地加入弱有機酸如乳酸。 ® 強酸硬化劑的範例為無機酸，如氫氣酸、硫酸及碌酸， 10 及強有機酸如芳香族續酸’例如甲苯確酸，及三氣醋酸。 • 弱酸如醋酸及丙酸通常為不合宜的。本發明方法之較佳硬 . 化劑為芳香族確酸’特別是曱笨確酸。 * 此酸可以一於合宜溶劑如水的溶液使用。 當酚醛樹脂、硬化劑及固體混合物倒入至例如模中且 15為漿料模製應用時，可加至酚醛樹脂及硬化劑的鈍性固體 φ 量係由酚醛樹脂與硬化劑的混合物在無固體存在下的黏度 而決定。對於此些應用，硬化劑較佳以一形式提供，例如 溶液，故當其以需要量與酚醛樹脂混合時產生一具有一明 顯黏度但在混合物使用的温度下未超過約50厘泊的液體， 20黏度的較佳範圍為5-20厘泊。低於5厘泊，存在的溶劑量在 熟化反應中展現困難度。 熟化反應為放熱且因此造成紛搭樹脂與硬化劑的現合 物本身之温度上升。混合物温度亦因加熱而上升但混合物 因此上升的溫度（亦即，除了放熱效用外）必需不超過85〇c。 37 1375619

右混口物滅度在硬化劑加入前超過饥則接著難以 或不可&適當的分散硬化劑於混合财，因為最初的熟 化另方面若不可能，其難以在加入硬化劑後均勻加 熱混合物高於85°C。 5 /m度朝向85 C的增加傾向導致發泡體紋理的粗糙性及 不均勻|± i_此可在Ψ温藉由減少硬化劑的濃度而抵消到 至少某種程度。然而’在温度遠高於75。。時，即使需要最 少量的硬化劑以造成組成物的固化，該温度仍太過而不能 避免此些缺點。因此，較佳避免高於75〇c的温度，且對於 10大部份的應用，較佳的溫度為由室温至約75。(：。較佳的温 度範圍在某些程度上呈現依固體沁)性質而定。對於大多數 的固體，其由25至65。(：，但對於某些固體，尤其木材粉末 及顆粒粉末’較佳範圍為25至75。(：。最佳的溫度範圍為3〇 至50°C。若需要，可使用低於室温例如低至10°c的溫度， 15但通常不能因此得到任何利益。通常，高至75。(：之温戶， 在溫度的增加導致發泡體密度的減少，且反之亦然

硬化劑存在的量亦影響產物性質以及硬化逮率。因

20 此’增加硬化劑的量不僅具有減少需要硬化組成物所需要 時間的效用，但高於依酚搭樹脂而定的温度及性暂石 只主一特 定量，亦傾向產生較低均勻性的胞室結構。因 為硬化迷率 的增加，而傾向增加發泡體密度。事實上’若使用硬化劑 的濃度過高，硬化的速率可快速而致使全無發泡發生，且 在某些條件下，反應可能爆炸因為在樹脂硬殼内的氣體的 堆積。硬化劑的適當量主要依放熱熟化反應間始前酚醛樹 38 1375619 ^______ 第097138125號專利申請案說明書替換本曰期：101年3月5曰 脂與硬化劑之混合物的温度及酚醛樹脂反應數而定，且可 . 依選擇的温度及反應數而相反變化。假定酚醛樹脂具有實 質上中性反應，亦即一約7之pH，硬化劑濃度的較佳範圍為 在酚醛樹脂中每1〇〇重量份之酚/醛反應產物為2至20重量 5份之P-甲苯磺酸當量。藉由等同於P-甲笨磺酸，本發明意指 選用的硬化劑的量為需要達到實質相同於p-甲苯續酸的宣 稱量之固化時間。任何特定温度及酚醛樹脂與微細分離固 體之組合的最合宜量可輕易藉由簡單的實驗而決定。在較 4| 佳温度範圍為25-75°C且酚醛樹脂具有至少1〇之反應數 10 時，通常獲得之最佳結果為使用硬化劑的量係每100重量份 . 之盼/搭反應產物為3至10份的p-甲苯續酸。對於使用低於 ; 25°C的温度或具有低於10之反應數的酚醛樹脂，其必需使 用較多的硬化劑。 可能需要依模性質而進行某些硬化劑組成物的調整， 15 特別是形狀及大小，且此可由實驗完成。 藉由温度及硬化劑濃度的合宜控制，在加入硬化劑至 ® 紛醒·樹脂及組成物變硬間所經過的時間（本文視其為固化 時間）可依需要而在數秒至高達數小時或更多間變動，而未 實質上影響產物的密度及胞室結構。 - 20 另一控制需要的硬化劑量之因素為鈍性固體之性質。 #常少為剛好中性且若固體具有鹼性反應，即使僅為非常 微量’可能需要更多的硬化劑，因為填充劑傾向將其中和 之。因此，需瞭解前述提出之硬化劑濃度的較佳值並未考 量此一固體的效用。因為固體性質所需要的任何調整將依 39 1375619 第097138125號專利申s青案說明書替換本日期：年3月5曰 固體的使用量而定且可藉由簡單的實驗而測定。 酚醛樹脂與酸硬化劑的放熱熟化反應導致副產物的形 成，尤其是醛及水，其至少為部份揮發。 熟化反應受微細分離鈍性及不溶顆粒固體存在的影 5響，該固體實質上均勻分散於全部酚醛樹脂及硬化劑的混 合物中。藉由一鈍性固體，其意指在其使用的量中不防止 熟化反應。 咸信存在於酚媒樹脂及/或由熟化作動而產生的微細 分離顆粒固體提供做為小分子之揮發作用而形成氣泡的 10核，主要為CH2〇及/或H2〇，且提供促進氣泡形成的位置， 藉此助於細孔大小的均勻性。微細分離固體的存在亦可促 進各別泡沫的安定性且減少泡沫集結傾向而實際造成在熟 化前泡床的破裂。此現象相似於在治金中於低級礦石之濃 度所使用的泡沫浮選。在任何狀況下，固體的存在對產物 15的形成為重要的。為了獲得期待的效用，此固體需存在的 量為酚醛樹脂重量之不少於5 wt%。 任何不溶於反應混合物的微細分離顆粒固體為合宜 的’若其為鈍性。此填充劑可為有機或無機（包括金屬）、及 晶體或非晶體。即使纖維固體亦發現為有效的，雖然並非 2〇 好的選擇。範例包括黏土、黏土礦物、滑石、蛭石、金屬 氧化物、耐火材料、固體或十空玻璃微球、飛灰、煤灰、 木材粉、榖類粉末、堅果殼粉末、氧化矽、礦物纖維如細 碎的玻璃纖維及微細分離石棉、切細的纖維、微細切細之 天然或合成纖維、不論為粉末或纖維形式的研磨塑膠及樹 40 1375619 第097138125號專利申請案說明書替換本曰期：101年3月5曰 脂，例如回收利用的廢棄塑膠及樹脂、顏料如粉末狀顏料 ' 及碳黑、及澱粉。 較佳避免具有大於一微鹼性反應的固體，例如鹼金屬 的矽酸鹽及碳酸鹽，因為其傾向與酸硬化劑反應。然而， 5 固體如滑石，在某些例子中因為更強鹼性的物質如菱鎂礦 污染，其具有非常温和的鹼性反應，亦為可接受的。 某些材料可為吸收劑，特別是纖維材料如木材粉末， 且因此其可能需要使用通常比非纖維材料為較大量的此些 材料，以獲得有利的發泡產物。 10 固體較佳具有粒子大小在0.5至800微米範圍間。若粒 子大小太大，則發泡體的胞室結構傾向成為不期待的粗 粒。換言之，在非常小的粒子大小，獲得之發泡體傾向有 點密實。較佳範圍為1至100微米，更較佳為2至40微米。胞 室結構的均勻性為受到粒子大小之均一性而促進。若需 15 要，可使用固體混合物。

若需要，固體可包括如微細分離的金屬粉狀，其貢獻 在方法期間產生氣體或蒸氣的體積。然而，若單彳蜀使用， 應瞭解在分解或化學反應之氣體後所留下的殘餘物、高足本 發明方法要求之鈍性及不可溶微細分離顆粒固體的需欠 較佳地，此微細分離固體具有不會大大不同於盼酸樹 脂密度的密度’故減少在混合後此微細分離固體傾向朝底 部沉積的可能性。 一較佳種類的固體為水硬性水泥，例如石 膏及灰泥， 但非波特蘭水泥，因為其為鹼性的。 此些固_向與在反 41 1375619 __ 第097138125號專利申請案說明書替換本曰期ΓΤ^Γ年3月5日~ 應混合物中存在的水反應以在樹脂產物中生成一硬化支架 的結構。再者，與水的反應亦放熱且助於發泡及熟化反應。 使用此些材料獲得的發泡產物具有特別有利的物理性質。 再者’當即使曝於火焰長時間’其傾向焦化為似磚塊堅硬 5 度而仍堅硬且能支援負載。此產物亦具有優良的熱絕緣性 及能量吸收性質。鈍性顆粒固體的較佳量係每百重量份齡 醛樹脂之20至200重量份。 另一種類的固體為包含滑石及飛灰，其較佳係因為使 用該固體所產出的產物具有相似於使用水硬性水泥而得者 10的性質。此些固體的較佳量係每百重量份之紛酿樹脂為2〇 至200重量份。 對於前述種類的固體，最佳範圍係每百份盼酸樹脂為 50至150份。 若包括一非常微細分離之固體如Aerosil (微細分離之 !5 氧化矽），可獲得流動減黏發泡體-形成混合物。 若包含一微細分離的金屬粉狀，可獲得導電性質。此 金屬粉狀較佳的使用量係每100重量份酚醛樹脂為50至250 重量份。 通常，可使用固體最大量藉由將其併入混合物及處理 20 此混合物的物理問題控制。通常，其期待此混合物即使在 高固體濃度為可傾到的，當此混合物為類似麵團或糊且不 能傾倒時，可得具有用性質的發泡產物。 通常，較佳纖維固體與非纖維固體一起使用，否則發 泡體紋理傾向不良。 42 1375619

；-——-__：_ - _ 在發泡體.形成現合物中亦可包括其他添加劑；例如界 面雜劑’如陰離子材料’例如長鏈烧基苯確酸之納鹽， 非離子材料如基於聚(環氧乙烧)或其之共聚物，及陽離子材 料如長鍵四級錢化合物或基於聚丙烯醯胺者；黏度改質劑 如炫基纖維素’特別是甲基纖維素，及著色劑如染料或顏 料。亦可包括紛系樹脂的增塑劑，若熟化及發泡反應未受 其抑制’及亦可包括非前述之二羥基化合物的多官能化合 物’其在熟化時發生參予交聯反應熟化；例如二_或聚_胺、 二-或聚-異氱酸酯、二·或聚·羧酸及胺醇。 可聚合未飽和化合物亦可包括與自由基聚合作用起始 劑在一起，其等在熟化作用中活化，例如丙烯酸單體、亦 稱為胺基曱酸酯丙烯酸酯、笨乙烯、順丁烯二酸及其等之 衍生物、及其等之混合物。 其他的樹脂可包括例如在發泡及熟化反應期間熟化為 15預聚物或為粉狀、乳狀物或分散物。範例為聚縮醛如聚乙 稀醋酸酯'乙烯聚合物、烯烴聚合物、聚酯、丙烯酸聚合 物及苯乙烯聚合物、聚胺基甲酸酯及其等之預聚物與聚酯 預t物’以及三聚氰胺樹脂，驗酸·樹脂(phenolic novolac) 等。 亦可包括傳統發泡劑以促進發泡反應，例如低沸點有 機化合物或可分解或反應以產生氣體的化合物。 若需要，發泡體-形成組成物亦可包含脫水劑。 形成發泡體-形成組成物的較佳方法包含先混合酚醛 樹脂與鈍性填充劑以獲得實質上在酚醛樹脂中均勻分散的 43 1375619 第097138125號專利申請案說明書替換本曰期：1〇1年3月5日 填充劑，且接著加入硬化劑。填充劑及硬化劑二者在組成 物t均勻的分佈對均勻紋理發泡體產物的製造為重要的， 且因此需要完全的混合。 若需要，此組成物在放熱反應開始前為在增温下，此 5可藉由加酚醛樹脂、或先混合酚醛樹脂與固體及接著加熱 混合物而達成。較佳地，此固體在剛加入硬化劑之前加至 酚醛樹脂。或者，可製備酚醛樹脂、固體及硬化劑混合物 及再將整個混合物加熱，例如藉由短波輻射，較佳地在其 注入模之後。若需要，亦可使用一傳統輻射熱烘箱，但使 10用此一裝置其難以達到混合物的均勻加熱。 較佳地’發泡體具有在75至500 kg/m3範圍間的密度， 更佳為100至400 kg/m3且最佳為1〇〇至250 kg/m3。發泡體胞 室大小亦為重要的，因為對一特定密度為高至一定限度， 若胞室大小愈大，則壁愈厚而因此發泡體的物理強度愈 15大。然而，若胞室大小太大，則強度則開始受損。較佳地， 胞室大小在1至3 mm範圍。 需瞭解本發明單純藉由前述實施例而描述，但可在本 發明範疇内進行細節修飾。 尤其’前述的實施例為有關嵌板的製造，尤其是門的 2〇製造。然而’應瞭解本發明可廣泛的應用於包括其他產物 的應用。可構想出依本發明方法可完全相當廣範圍的產 物。許多模製產物可使用本發明的方法完成，即使該些產 物目前現階段使用不同材料(例如木材、金屬、瓷土）製造。 除了建築產物外，可構想例如，本發明可用於汽車零件及 44 1375619 L^!!138i2igf 利申請案說明 配件、電鑄件及許多 少數範:如傢俱、相框'椅子、桌子、灯座、花瓶、 揭露的方法可，例如用於製造運動或其他休間活動用 之產物。例如，揭露的方法可用於形成球拍、球棒或其他 5產物，例如滑雪板。由本發明方法製造產物可發現應用於 例如航空學、飛機或其他運輸領域。例如，揭露的方法可 用於形成用於飛機飛機表皮之嵌板及/或為在飛機内的内 甘欠板。此產物可用於例如風力渦輪機的漿。 在本說明書、（適當的）申請專利範圍與圖式中所揭露的 1〇 母一特徵可獨立或以任何合適的組合方式存在。 t囷式簡單說明】 第1圖顯示以一已知方法用於SMC的壓縮成型的裝置； 第2至7圖顯示依本發明之實施例形成複產物的方法之 步驟； 15 第8圖說明一複合門的形成； 第9至11圖說明複合產物的再一實施例；及 第12a至c圖說明依再一實施例形成複合產物的方法。 【主要元件符號說明】 1...模 26...基材 2'3···模部份 28...複合產物 4··.進料塊 30…下模 2〇··.模表面 32...下模表面 22...SMC 片材 34...下片材 24...框架 36...下發泡體塊 45 1375619 第097138125號專利申請案說明書替換本曰期：101年3月5曰 38...框架 72...角 40...補強物片材 80...可固化材料 42...上發泡體塊 82...成形模 44...上片材 84...基材 46...上模 130…下模 48...上模製表面 131...遮幔 50...重疊片材 134...SMC 片材 52...重疊片材 136、136’…發泡體核心 54...模表面 138...框架 56...開放胞室基材 139...複合表皮 58...重疊區域 140...模複合產物 60、62...片材 141...邊界層 64、66、68、70...塊 46

Claims (1)

1375619 第097138125號專利申請案申請專利範圍替換本曰期：ι〇ι年6月1曰七、申請專利範圍： 雙面影印 1_ 一種形成複合產物的方法，該方法包含： 提供一包含片狀模製材料的層； 提供一基材； 施用該片狀材料層於該基材的表面上；及 模壓該片狀材料至該基材， 其中該基材包含一實質上開放胞室（〇pen_cellecJ)的 發泡材料’使得氣體及/或蒸氣能夠從模壓區域經由該 基材之一部分而排出，並使得該片狀材料在該模壓期間 至少部分流入該基材的胞室，以結合該片狀材料至該基 材。 2. 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其包括施用壓力以接合 該片狀材料至該基材的步驟。 如申請專利範圍第1項之方法，其包括施加熱至該片狀 材料。 4. 5. 6. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該片狀材料係加熱 至大於約l〇(TC之溫度。 如申請專利範圍第3項之方法，其中該片狀材料係加熱 至大於120。(：之溫度。 如申請專利範圍第1項之方法，其中該片狀材料包含一 熱固性材料，該方法包括造成或引起材料熟化的步驟。 如申請專利範圍第1項之方法，其中該方法包括施用該 片狀材料層至一模的步驟，該方法更包括在該模上模壓 該基材至該片狀材料的步驟。 47 7. 1375619 第097138125號專利申請案申請專利範圍替換本曰期：101年6月1曰 8. 如申請專利範圍第7項之方法，更包括在片狀模製材料 與該模之一表面間提供遮幔的步驟。 9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該遮幔在模製期間 對於該模製材料之一組份係實質上可通透的。 10. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該遮幔包含一非編 織材料。 11. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該基材包含一可壓 碎的材料，使得在施用壓力步驟期間，該基材之一表面 係被模製。 12. 如申請專利範圍第1項之方法，其中施用再一片狀模製 材料層於該基材的相對表面5該施用之壓力將該基材炎 合在該二片狀材料層間。 13. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該材料包括補強纖 維。 14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該片狀材料包括一 墊，或纖維織物。 15. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該片狀材料包括碳 纖維、玻璃纖維及芳香族醯胺纖維之至少一者。 16. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該片狀材料包括一 纖維網目或網絡。 Π.如申請專利範圍第1項之方法，其中該片狀模製材料層 包含SMC(片狀模製化合物）。 18.如申請專利範圍第1項之方法，其中該片狀材料層包含 一可固化組成物。 48 1375619 第097138125號專利申請案申請專利範圍替換本日期：101年6月1曰 其中該片狀材料的黏度 其中該片狀材料以一實 其中該片狀材料實質上 其中施用多數個片狀材 其中該壓力係施用少於 19. 如申請專利範圍第1項之方法 在模壓步驟期間降低。 20. 如申請專利範圍第1項之方法 質上單一厚度施用。 21. 如申請專利範圍第1項之方法 施用至全模表面。 22. 如申請專利範圍第1項之方法 料片材至一模表面。 23. 如申請專利範圍第1項之方法 200〇镇。 24.如申請專利範圍第1項之方法，其中該壓力係施用少於 100〇镇。 25. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該片狀材料係施用 至包含铭或銘合金的模表面。 26. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該片狀材料係施用 至具有表面圖樣的模表面。 27. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該基材包括在至少 一部份的基材表面上的表面構型，使得該片狀材料的材 料楔入該構型以結合該材料至該基材。 28. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該基材表面包括多 數個凹陷。 29. 如申請專利範圍第12項之方法，其包括在二片狀可固化 材料層間提供再一組件的步驟。 30. —種產物，其係藉由如申請專利範圍第1項之方法所形 49 1375619 第097138125號專利申請案申請專利範圍替換本曰期：101年6月1曰 成者。 50 1375619 _ 第097138125號專利申請案說明書替換本曰期：101年3月5曰 四、指定代表囷： (一) 本案指定代表圖為：第（8 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 30.. .下模 32.. .下模表面 34.. .下片材 36.. .下發泡體塊 38.. .框架 40.. .補強物片材 42.. .上發泡體塊 44.. .上片材 46.. .上模 48.. .上模製表面 五、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：