[发明专利]具有辐射加热功能的高效层压机

说明书

技术领域

本发明总体涉及用于形成层压产品的压机。

背景技术

层压面板在包括用作墙壁、分隔板、照明装置、显示器等的设计和建筑应用中具有广泛用途。在要求一定结构、光学和美观性能的许多应用中，由于层压树脂材料比例如玻璃或类似物成本更低，因此使用树脂材料的层压面板受到欢迎。另外，由于树脂材料相对容易以许多不同方式弯曲、模制、着色、成形、切割和调整，因此层压树脂材料对于制造和组装来说更加灵活。一种特别流行的技术是将例如织物、纸张、有色薄膜、印刷图像或三维物体（草、芦苇、岩石、花卉、金属等）装饰层嵌置在半透明的树脂片材之间。这些和其它的树脂面板通常使用加热层压技术进行制造，所述加热层压技术涉及施加压力和热量以便至少部分彼此熔化树脂片材以形成最终树脂面板产品。

但是传统层压技术可能会造成面板损坏或产生缺陷，并且可能会将大量费用和低效率引入树脂面板的制造过程，如下面更加详细描述。在大多数传统层压过程中，组合压机将热量和压力施加到片材堆摞（通常称为层压组件、夹层构件或书册式件）以便将片材结合在一起。第二组合压机接着在压力下使得片材冷却以便形成所得的整体产品。在许多层压操作中，需要控制层压组件的加压、加热和冷却，以确保适当熔合以及所得产品的缺陷和应力最小。

为了将层压组件压在一起，传统层压机使用大型、沉重的铸铁压板。特别是，活塞、液压缸或设备作用在压板上的有限接触点上，以便致动压板并将其压在一起。施加到有限接触点上的压力随着时间的延长会使得压板弯曲、翘曲或要不然产生变形。这些缺陷会沿着层压组件的表面形成不一致的压力，这通常造成最终产品具有不一致的规格、波浪形状或其它缺陷。另外，正常使用会使得压板表面刮伤、形成凹坑或要不然损坏，这会在通过这种压板形成的产品中造成类似相应的表面损伤。

用于解决损伤的压板的一种可能的方法是简单地更换它们。不幸的是，传统压板的材料、尺寸和构造使得更换极为昂贵并且不可行。因此，制造商通常在层压组件和压板之间使用工具板和/或压力垫，以便补偿压板中的任何变形。工具板和压力垫可有助于提供平滑表面，并在层压组件上形成更加均匀的压力分布。但是工具板和压力垫的使用同样降低了层压过程的效率，并且增加了加工时间。特别是，制造商必须花费时间和精力来定位任何的工具板和压力垫。另外，压板和层压组件之间的附加层减小了去往层压组件的传热速率，并因此需要另外的热量、时间和成本。

除了前文所述之外，传统压制过程可形成对于正被加工材料而言特定的多种缺陷。例如，在将三维物体嵌入树脂片材时，传统压制过程会压碎或要不然变形三维物体。特别是，在树脂片材开始熔化时，传统压机会在几个三维物体上集中不成比例大小的压力，由此形成具有缺陷的最终产品。为了避免这种情况，制造商通常在各个步骤中施加增加大小的热量和/或压力，以帮助确保树脂片材熔化并围绕三维物体成形，而不是使其压碎。但是，这种多步骤的过程会显著增加加工时间和总体的加工费用。

除了传统压制过程的多种缺陷之外，传统层压机的加热过程也会具有多种缺陷和低效率。传统压机通常使得热油或蒸汽经过形成在压板内的蜿蜒流体通道来加热压板。在任何情况下，这种加热方法通常需要大型锅炉和管道系统，这些锅炉和管道系统庞大，并且相等不能机动。另外，热油有害环境并对工人造成安全隐患。类似地，蒸汽会对工人造成安全隐患，这是由于蒸汽必须具有相对高的压力以便达到加热压板所需的温度。

传统压板通常由铸铁制成，这是由于铸铁的热保持能力及其可制造性能，从而允许蜿蜒流体通道的形成。但是压板的铸铁构造趋于使得精确温度控制难以进行，需要大量时间和能量来将压板加热或冷却到所需温度。为此，制造商通常使用“热”组合压机和单独的“冷”组合压机。两个组合压机的使用使得制造商将两个压机保持在所需温度，并且避免改变压板温度所需的时间和能量。

但是需要将层压组件从热组合压机传送到冷组合压机的时间和精力增加了制造时间、形成了损坏材料的可能性或者为层压过程增加了低效率。另外，在这种情况下，制造商将通常长时间保持热组合压机的热量，甚至在各个任务之间。热组合压机在任务之间的加热和温度保持本身造成显著的成本。