聚合物覆盖的改进的聚合物/木材复合结构构件制造技术

本发明专利技术的复合结构构件（１０）包括具有第一端和第二端的线性构件（１３），所说的端作为端部分或端盖结构（１７）接合到线性构件的每个端。覆盖复合构件（１０）的是热塑性材料包层（１１），优选粘附接合在复合构件（１０）上。端盖或端部分（１７）优选是热塑性材料，一般是包含热塑性树脂和纤维的热塑性复合物。这种构件（１０）是环境稳定的，耐水分吸收，形成牢固的斜削接合并且可以用于组装商业和住宅房地产的门窗产品。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及住宅和商业建筑中所用的聚合物膜覆盖的结构构件的制造，并且所说的结构构件优选在制造门窗中使用，本专利技术还涉及这种构件所用的材料。更具体说，本专利技术涉及一种具有出众性能的改进的复合结构构件，它们可以用作木制或金属制结构组件的直接替换件并且可以被接合来形成牢固的结构。本专利技术的结构构件可以包括膜覆盖的胶料(sized)涂敷的木材替换件和具有复合形状的结构组件，例如栏杆、侧柱、窗梃、门槛、轨道、暗接锯框和装璜元件如格栅拱、凸圆线脚、四开圆。专利技术背景常规的窗户和门制造使用通常由硬质和软质木材构件、挤压热塑材料和挤压金属(一般为铝)组件制作的结构构件。住宅门窗常常是由许多铣成特定形状的木制品和玻璃板组装制造的，制成典型的吊窗或普通玻璃窗以及滑动门或枢纽门单元。木制窗和门即使在结构上完全和适当顺应很多住宅的安装使用，也需要涂漆和其它例行维护，并且在某些环境下可能具有因虫或霉菌侵蚀和因木头组件腐烂变质造成的问题。木制窗还存在与购买获得建筑用合适木材有关的费用问题。无节疤的木材和相关的木制产品变得越来越难得，且费用随需求增加而增长得很快。市场上早已引入金属门和窗。这种金属门窗常常是由挤压的铝件和玻璃、橡胶和热塑性可固化密封剂材料结合制成实用组件。金属窗户一般存在的缺点是它们是能量无效的，并且趋于将外热的热量基本上转移到冷环境中。门窗组件的制造中使用了挤压热塑材料。一般来说，非结构性密封、边缘、栅栏和涂层是由填充和非填充的热塑材料制造。此外，Andersen公司制造的PERMASHIELD牌窗户很多年来在制造中是将热塑聚氯乙烯材料和木制结构构件结合使用的。PERMASHIELD牌窗户的成形技术公开在Zanini的US专利2,926,726和3,432,883中。在PERMASHIELD牌窗户的制造中，随着木制构件经过挤压模而在其周围挤出聚氯乙烯包层或涂层。这种覆盖的构件通常用作制造窗框或吊式或普通窗扇单元的结构构件。在典型的Zanini结构中，包层不和内部的构件粘合。结构的整体性是通过90°角焊接乙烯基包层来保持的。可在各种基材上形成层压膜，例如Schock的US专利3,544,669公开了通过让木制构件经过挤出口模并且挤出第一粘合涂层接着挤出热塑性膜涂层(该涂层粘附在木制构件上)来在木制芯上形成热塑层压件。Cooley等的US专利4,295,910讲述了乙烯基膜/纤维素材料层压件，如膜涂敷的刨花板。膜和刨花板粘附性粘合。最后，Hewitt的US专利4,481,701讲述了一种具有外部层压涂层或镀层的塑料型板。在住宅和工业门窗用的片状器件、结构构件和中空型材的制造中结合使用聚合物树脂如聚氯乙烯和木质纤维材料，对制品和工艺是有明显优点的。US专利5,406,768、5,441,801、5,486,553、5,497,594和5,539,027公开了各种方面的改进技术，涉及结合使用聚氯乙烯和木质纤维来制作门窗结构构件用的复合材料。这些材料达到可以基本上超过500,000psi的实质杨氏模量，具有匹配于很多木制组件的显著的拉伸强度、压缩强度、热膨胀系数，具有耐虫侵蚀、腐蚀、腐烂性，并且容易加工、成型和可以用作木制材料的直接替换件。附图简述附图说明图1是本专利技术结构构件的等角部件分解图，本专利技术的结构构件包括线性构件的两个端部分(显示其一)和粘附的膜包层。该图显示了结构构件一个端的一部分，其中包括用乙烯基热塑性包层覆盖的线形构件，所说的包层粘附性粘合到结构构件上。显示了一个端部分位于便于使用粘合剂接合到结构构件上的位置。图2和3是挤压装置的示意图，该装置具有挤出口模和用来将热熔的热固性粘合剂材料涂敷到结构构件上的导向器。这种粘合剂可以用来将热塑性包层粘附在结构构件上，以便将包层均匀固定在结构构件上。专利技术概述我们发现以复合构件的形式可以制造出改进的结构构件，其中所说的复合构件由包容在热塑性包层内的材料的组合制成。这种构件包括具有第一端和第二端的线形构件。在第一和第二端处形成由不同于线形构件的材料制成的端部分，并且所说的端部分接合到线形构件上。端部分一般包括热塑性材料组合物，所说的组合物包含树脂组合物或含树脂组合物和纤维增强材料的热塑性复合物。端部分一般是粘附性地或者机械性地接合到线形构件上。包括线形构件以及和其接合的端部分的结构构件上覆盖有与构件粘附的热塑材料层或膜的包层。本专利技术的结构构件可以制成端部分完全被包层覆盖的方式。包层优选覆盖结构构件的整长(即外侧部分)，包括线形构件和端部分的外侧部分，但一般留下每个端部分的末端或终点不覆盖(见图1)。包层一般包括含热塑性树脂的挤出热塑性膜组合物，并且优选与线形构件和结构构件的每个端部分相粘附性接合。普通来说，线形构件常用在窗户和门的制造中，并且包括铣木部件、挤压铝件、乙烯基结构挤压件等。专利技术详述本专利技术形成结构构件的优选方法包括，首先通过制备复合构件、将木制构件铣成或将铝件挤压成所需的型材形状来获得线形构件，或者购得这样的构件来充当线形构件。一种有用的构件在Heikkila的US专利5,585,155中有所显示。然后将这种构件制备成使热塑性材料端部分和木制构件的每个端接合。优选，热塑性材料复合端部分接合在线形构件的每个端。可以通过首先将木制构件的连接端铣成一定形状来将线形构件制备成相对于端部分的接头，其中所说的一定形状为顺应其上形成的或铣成端部分的顺从或匹配的形状。这种形状可以是任何普通的接头，包括指接、鸠尾接、榫槽接、企接头、端接等。端部分可以由热塑性复合物制造，例如热塑性聚合物和补强的(如)木质纤维，并且可以和接头表面的轮廓相符合。端部分可以是以基本上固态形式按匹配于共接合制品中线形构件外表面的外形形状进行挤压，以便达到构件表面光滑。或者，可以铣出将要接合线形构件的表面，形成与线形构件上的接头表面相对应或顺应的形状。接头表面的端部分的相对端可以是任何随意的形状。可以是端接、可以是90度角斜削接头、企口接头等的形状。然后使用机械接头或粘合技术或者两者将端部分连接到线形构件上。对端部分和线形构件进行标引(index)以确保所得的最终结构构件的外侧表面对准，并且表面光滑流动过材料之间的接合部分，形成不破裂的线形表面以致可以容易用交联固化或热固化粘合剂以及热塑性包层覆盖。构件的宽度和深度由最终用途的所需外形形状所决定，并且可以是约3-30cm。复合结构构件的长度以及每个端部分和线形结构的长度可以根据最终用途作随意选择。端部分的长度可以是约5厘米到几米(10米以上)。线形构件也可以是任何有用的长度(即小于10cm)到10-15米长。优选，整个复合结构构件的长度为约10-20厘米到10-15米长。一般，端部分的长度选择为允许结构构件在组装操作中容易装配，同时切削或修整操作中损失最小，所说的组装操作是将这种复合结构构件转化成有用的采光开关产品，如窗户和门单元。端部分必须具有足够的质量、长度和强度来允许在将复合结构构件组装成采光开关单元的制造步骤中对端部分进行处理、切削、细木工活加工和安装。一般来说，本专利技术的复合膜覆盖的结构构件是通过使用斜削接头或使用粘附性或机械性连接到每个端部分导致机械稳定接合的接头结构来连接到采光开关单元中的。这种接头结构可以使用边角件，包括可以拧本文档来自技高网...

【技术保护点】
结构构件，包括（ａ）具有第一端和第二端的线性构件；（ｂ）具有顺应线性构件外形的端部分，连接到线性构件第一端和第二端的每个端，每个端部分包含热塑性组合物，所说的热塑性组合物包含树脂；和（ｃ）覆盖并且粘合到线性构件和每个端部分上的包 层，包层包含挤压热塑性组合物，所说的组合物包含树脂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SM瑟瑞诺，AL加罗法劳，MN格瑟，MJ狄纳，
申请(专利权)人：安德森公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]