JPH10511153A - 圧縮モールド形成されたドア組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 フレーム（１４）内に配置されたコア（１２）を有するドア組立体（１０）。このドア組立体（１０）は、更に、一対の対向するモールド成型されたスキン（２４，２６）を含んでいる。これらのスキンに隣接して縁部がある。これらのスキン（２４，２６）は、ポリマー材料と低収縮添加剤と補強ファイバーとから形成される。これらのスキン（２４，２６）のそれぞれは、外面（２８）と内面（３０）とを有している。内面（３０）はコア（１２）に隣接している。外面（２８）は、平面部（３２）と凹部（３４）とから成る模様パターン（３１）を含んでいる。凹部（３４）は平面部（３２）から約０．０２５ｍｍ〜約１．０ｍｍの範囲の深さを有している。スキン（２４，２６）は、更に、凹部（３４）の近部のアンダーカット部（３６）を含んでいる。これらアンダーカット部（３６）は、凹部（３４）から約０．０２５ｍｍ〜約０．１０ｍｍの範囲のアンダーカット長さを有している。

Description

【発明の詳細な説明】 圧縮モールド成形されたドア組立体 発明の背景 本発明は、ドア組立体に関する。より詳細に言うと、本発明は、天然木の木目 を模した模造パターンを含むモールド成形されたドアスキン（外皮）を有するド ア組立体に関する。 建築材料としての木材には利点と欠点がある。木材の利点は、木材の成長から 生じる帯模様の年変化、色彩および幅による人を引き付ける外観を含んでいる。 さらに、木材細胞は、着色料を吸収することができる多孔質を提供する。木材の 欠点は多い。たとえば、木材は、温度および湿度の変化に伴って大きな寸法変化 を受ける。この結果、割れおよび裂けを生じる可能性がある。さらに、木材の自 然成長により、たとえば、樹液ポケット（袋）および枝節の形成による美的およ び機械的欠点が発生する可能性がある。したがって、優れた機械的特性と共に、 木材の外観と着色性とを有するドア組立体が必要とされている。 圧縮モールド成形されたドアスキンから形成されるドア組立体は当該技術分野 で知られている。これらのドア組立体は、美的に心地好い均一かつ複製可能な成 品を提供する。従来技術のドア組立体の例が米国特許第４５５０５４０号明細書 に示されている。従来技術のドアは知識を有する消費者およびドア業界の当業者 により認識される欠点を含んでいることが判っている。たとえば、従来技術のド アスキンの表面はミクロスケール（微小規模）では十分に粗くなく、木目の深さ の範囲は狭すぎ、木目パターンはアンダーカットおよび角度変化を含まず、ドア 組立体は木製ドアより非常に軽量で、従来技術のドア組立体は木製ドアより大き く屈曲し、さらに、従来技術のドアは２つの対向するドアスキン間のスキン表面 温度差により曲がる可能性がある。したがって、これらの問題を克服するドア組 立体に対する要望がある。 発明の概要 本発明は、挿入コアまたはフレーム内の位置で現場形成されたコアを有するド ア組立体に関する。一対の対向したモールド成形スキンがフレームに取付けられ る。このスキンに隣接して縁部がある。これらのスキンは、ポリマー材料と低収 縮添加剤と補強ファイバとから形成されている。これらのスキンの各々は、外面 と内面とを有している。内面はコアに隣接している。外面は平面部と凹部とから 成る模様パターンを含んでいる。これらの凹部は平面部から約０．０２５ｍｍ〜 約１．０ｍｍの範囲の深さを有している。スキンは、更に、これらの凹部の近部 のアンダーカット部を含んでいる。これらのアンダーカット部は、凹部から約０ ．０２５ｍｍ〜約０．１０ｍｍの範囲のアンダーカット長さを有している。 本発明の主たる目的は、天然木の外観を有するドア組立体を提供することであ る。 本発明の重要な目的は、優れた機械的特性を有するドア組立体を提供すること である。 本発明の他の重要な目的は、着色可能なドア組立体を提供することである。 本発明の他の目的および利点は、好ましい実施形態の説明および添付図面を参 照すると、明らかになるであろう。 図面の説明 第１図は本発明によるドア組立体の正面図、 第２図は本発明のドア組立体の側面図、 第３図は、コアが内部に配置された本発明のフレームを示す第２図の線３−３ に沿う断面図、 第４図は平面部と凹部とアンダーカット部とを有する本発明のドアスキンを示 す第１図の線４−４に沿う部分断面図、 第５図はドアスキンに塗布されたトップコートを示す第４図と同様な図、 第６図は本発明のドア組立体で使用されるドアスキンのモールデイング（造型 ）を示す部分断面図である。 次に、添付図面を参照して、本発明を詳細に説明する。本発明のドア組立体の 全体が、参照番号１０により示されている。第１図、第２図および第３図を参照 すると、ドア組立体１０は、フレーム１４内に配置されたコア１２を含んでいる 。コア１２は、挿入コア、または現場で形成されたコアとすることができる。コ ア １２は、用途に応じて、種々の材料から形成することができる。たとえば、挿入 コアとしては、連続または不連続の圧縮された鉱物ボード、バインダー（結合剤 ないし結合材）を含む圧縮された無機充填剤、バインダーを含む圧縮された有機 充填剤、バインダーまたは現場で形成されたバインダーを含む圧縮された有機お よび無機混合物；膨脹ポリスチレン、発泡ポリ塩化ビニル、または、発泡もしく は膨脹ポリオレフィンのようなモールド成形されたまたは成形された熱可塑性樹 脂；軟質または硬質の、緻密なまたは発泡ポリウレタン、ポリユリアーウレタン 、ポリユリア、ポリイソシアヌレート、およびフェノール樹脂のようなモールド 成形されたまたは成形された熱硬化性樹脂；ブロー成形されたシェル；または有 機ファイバー、有機パルプ、熱可塑性樹脂、および熱硬化性樹脂から成るハニカ ムインサート；セルロースファイバー、グラスファイバー、熱可塑性ファイバー 、または熱硬化性ファイバーの空気または真空で配置された（air-laid or vacu um-laid）マット、またはコアを成形するためにバインダーまたは樹脂が適用ま たは注入された同じ物質の織られたマットまたはベール（veil）のいずれかから 得られるプリフォーム；およびこれらの種々のタイプの挿入可能なコアの混合を 挙げることができる。その場で形成されるコアとしては、ポリウレタン、ポリユ リアーウレタン、ポリイソシアヌレート、およびフェノール樹脂のような熱硬化 性樹脂の補強を伴うまたは補強のない反応射出モールド成形、熱可塑性、セラミ ックス、または熱硬化性物質のガス注入、現場発泡剤の活性化またはシェル内に 導入された物質の発泡化；溶融または軟化した熱可塑性または熱硬化性物質に加 えられた機械的張力により形成されたコア；またはこれらの現場形成コアの混合 または組合せを挙げることができる。コア材料の選択は、−４０℃〜９５℃の範 囲で±１０％、好ましくは±５％の寸法の変化によって制約される。 第３図に示すように、フレーム１４は、第１縦かまち(stile)１６と第２縦か まち１８とを含んでいる。縦かまち１４，１８は、互いに平行である。縦かまち １６，１８は、第１横かまち(rail)２０および第２横かまち２２に対し、直交す る関係に配置されている。第３図のフレームは、矩形幾何学形状を有している。 しかし、フレームは、用途に応じて、種々の幾何学形状に配置可能であることを 理解されたい。縦かまちおよび横かまちは、木材または他の適切な材料から形成 することができる。この実施の形態では、第１縦かまち１６は、この縦かまちに 重量を与えるように形成される。縦かまち１６は、複数のシート材料層から形成 された、コア１２に取り付けられた或いは該コアから独立した材料片から形成可 能である。シート材料は、セルロースの単板および積層板、またはセルロースフ ァイバーの圧縮スラリー（slurry）とすることができる。縦かまち１６は、ヒン ジから離隔したピボット（枢軸）の外縁部に配置されたときに、ドアを閉める人 にドアが強固または堅固であると信じさせる閉じモーメントをドア組立体１０に 与える。縦かまち１６は、約２．５ｃｍ〜１６ｃｍの範囲の幅である。また、縦 かまち１６は、用途に応じて、引抜き成形または押出し成形された補強プラスチ ックの中空チャンネル、金属の中空チャンネル、金属以外の材料で作られた、部 分的にまたは全体が金属で補強されたチャンネル、または圧縮された鉱物縦かま ちとすることができる。 第１図および第２図に示すように、ドア組立体１０は、第１のモールド成形さ れたスキン（外皮）２４と、対向する第２のモールド成形されたスキン２６とを 含んでいる。スキン２４，２６の表面模様は、種々の鋳造およびメッキプロセス により形成することができる。これらの鋳造プロセスは、シリコーンモールド、 エポキシモールド、砂型鋳造の金属モールド、マンドレル上の金属シェル、マン ドレル上の無電解金属メッキ、および上述の模様転写技術のいずれかを用いてマ ンドレルの模様が付された表面を形成する冷間等圧プレスを含んでいる。スキン ２４，２６は、樹脂トランスファーモールド成形、真空助成による樹脂押込成形 、回転モールド成形、低および高圧射出成形、ならびに低および高圧圧縮モール ド成形を含む多くのモールド成形技術により、模様を伴って形成することができ る。 好ましい実施の形態では、スキン２４，２６は、０．２５〜２０重量％の低収 縮添加剤の非混和相がドープされた、変成された不飽和ポリエステルシート成形 配合物のような、低線熱膨脹率（ＬＣＬＴＥ）の材料から製造された圧縮モール ド成形ドアスキンである。不飽和ポリエステルシートモールド成形配合物は、エ チレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ジエチレ ングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチルペンタンジオール、シクロ ヘキサンジオール、プロポキシル化ビフェノールＡ、水素化ビフェノールＡ、ジ ブロモネオペンチルグリコール、およびその混合物を含むポリオールを用いた縮 重合により形成される。重合に使用される酸または無水物としては、ダイマー（ dimers）だけでなく、以下のものおよびその混合物、すなわち、フタル酸無水物 、マレイン酸無水物、アジピン酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、テレフタル 酸、フマル酸、グルタル酸、アゼライン酸、クロレンディック酸、テトラブロモ フタル酸無水物、テトラクロロフタル酸無水物、およびエンドメチレンテトラヒ ドロフタル酸無水物を挙げることができる。低収縮添加剤は、ポリメチルメタク リレート、ポリメチルメタクリレートと他のアクリレートとのコポリマー、ポリ スチレン、ポリスチレンコポリマー、ポリビニルアセテート、ポリエチレン、飽 和ポリエステル、および収縮制御剤の各種混合物から選択することができる。飽 和ポリエステルおよび収縮制御剤としては、ビニルクロライド−ビニルアセテー トコポリマー、ポリウレタン、スチレンブタジエンコポリマー、ポリカプロラク タン、およびセルロースアセテートブチレートを挙げることができる。低収縮添 加剤は、配合物に直接添加することができ、または充填剤のようなキャリア材料 に加えることができる。モールド成形配合物は、たとえば、ファイバーグラス、 アラミッドファイバー、カーボンファイバー、またはマイカのような鉱物補強材 により補強することができる。使用することができる他のポリマー材料としては 、バルク（またはダフ）モールド成形配合物、混練モールド成形配合物、ＺＭＣ として知られた射出成形配合物、および濃縮モールド成形配合物が挙げられる。 本発明のモールド成形されたスキンを形成するために使用することができるＬ ＣＬＴＥシートモールド成形配合物の好ましい配合組成の一例を以下に示す。 例 物質 樹脂１００部当りの部 不飽和ポリエステル： 酸変成プロピレングリコールマレエート ８０−５０ 低収縮添加剤 ポリビニルアセテート ２０−５０ 縮合反応触媒 ０．７５−２．５ 充填剤 １３０−２５０ 顔料 ３−１５ 離型剤 ４−９ 化学的濃縮剤 １．５−３．５ 裁断されたファイバーガラス補強材 １５−３５ 第１図および第２図に示すように、スキン２４，２６は、それぞれ、外面２８ と内面３０を有している。内面３０は、コア１２に隣接している。内面３０は、 裸眼に加工マーク（粗加工された）を示すことができるか、または模様を付する ことができる。また、内面３０は、コア（図示せず）にスキンを接着するのを助 けるために、突起のような機械的手段を含んでいる。 第１図、第４図、第５図に示すように、スキンの外面２８は、平面部３２と凹 部３４とからなる模様パターン３１を含んでいる。模様が付された部分は、天然 の木目パターンを模している。本明細書で使用されている「平面部」なる語は、 ドアスキンの最も外側の平面部を意味する。「凹部」なる語は、平面部からの逸 脱を意味する。この実施の形態において、凹部３４は、前記平面部３２から約０ ．０２５ｍｍ〜約１．０ｍｍの深さを有し、好ましい範囲は約０．０２５ｍｍ〜 約０．４０ｍｍである。第４図に示すように、外面２８は、多数の凹部を含んで いる。凹部３４は、天然木の木目を模するために、種々の鈍角および鋭角により スキンに形成することができる。外面２８は、更に、アンダーカット部３６を含 んでいる。アンダーカット部３６の長さは、成形品取出しの際におけるスキンの 剛性により変化する。スキンの剛性は、モールド成形プロセス、使用材料、およ び時間、温度、表面からのアンダーカット部の深さのような他の変数に依存する 。ＬＣＬＴＥ材料は、モールド成形プロセスの際して部分的に硬化した高温のス キンの十分な生強度を形成し、比較的深いアンダーカットを可能とすることが判 っている。高温で部分的に硬化した状態における材料の収縮と比例限度との組合 せによって、アンダーカットの可能な範囲が定まる。モールド成形するアンダー カット構造との材料組成の適合性を評価する最良の製造方法は使用試験である。 これをなすために、好ましい実施の形態では、材料は、樹脂の特性による約２． ５％の初期伸長を有し、この後の剛性は補強材による定めるようにする必要があ る。 好ましい線熱膨脹率（ＣＬＴＥ）を以下の表に示す。 好ましい実施の形態では、アンダーカット部３６は、凹部３４から測定して約 ０．０２５ｍｍ〜約０．１０ｍｍの範囲である。第６図に示すように、スキン２ ４は、モールド型３８と第１および第２のモールドバックプレート４０，４２と をそれぞれ用いて、圧縮モールド成形することができる。モールド型３８は、ス キン２４の外面２８により写される模様パターン３１を含んでいる。第４図に示 すように、模様パターン３１の立上り部３３は、ベースに対する高さの比が４程 度であり、２１〜３１５ｋｇ／ｃｍ²の圧力範囲での３０００を越える製造にお いても、裸眼で気付く変化はほとんどなく、そのままの状態で存続することがで きる。製造の数は、複製の組成の補強材含量、モールデイングの圧力、およびモ ールド成形プロセスに用いられる材料を含む多くの変数に応じて、かなり変化す るであろう。好ましい実施の形態においては、スキン２４，２６は、２１〜３１ ５ｋｇ／ｃｍ²の範囲の圧縮圧力で圧縮モールド成形することができる。スキン ２４，２６は、約０．１２５〜約３．０ｃｍの範囲の厚さにモールド成形するこ とができる。 第５図に示すように、平面部３２と凹部３４とアンダーカット部３６とにより 形成される模様パターン３１は、スキンに適用されるべき、着色料および塗料の ようなトップコート４５の塗布を許容する。模様パターン３１は、スキン２４に はけ塗りまたは塗布したときに、木製ドアのように、トップコート４５の移動を 妨げる粗い表面を提供する。また、凹部３４の増加した深さは、顔料低含有の着 色料を塗布／除去(wipe-on/wipe-off)する用途を許容する。生成物には、４〜７ ０重量％、好ましくは１５〜２５重量％の顔料充填量を有する着色料を使用する ことができる。従来の圧縮モールド成形されたドア組立体では、約１５重量％未 満の顔料充填量を有する着色料は、多くの用途において、模様を強調するに十分 な顔料を模様中に捕えないことが判っている。さらに、従来の組立体では、好ま しい着色料の塗布は、手によるラビングとその後のはけ塗りによりなされていた 。これらは、プロのペンキ塗り職人および着色料塗り職人による伝統的な方法で はない。 第２図を参照すると、ドア組立体１０は、垂直縁部４６と水平縁部４８とを含 んでいる。これらの縁部は隣接しており、スキン２４，２６にほぼ直交している 。 第１図および第３図を参照すると、ドアスキン２４，２６は、フレーム１４よ り大きいものとすることができる。これは、ドア組立体１０の使用者の必要に応 じて、ドアを四角に切断、縮小または面取り可能とする。また、縁部４６，４８ は隙間ふさぎ部材（図示せず）を含むこともできる。 本発明の上記詳細な説明は、例示する目的でなされている。本発明の範囲を逸 脱することなく、多くの変形および修正が可能であることは、当業者に明らかで あろう。従って、上述の全説明は、例示するものであって制限することを意味せ ず、本発明の範囲は、添付する請求の範囲によってのみ定義される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年５月２０日 【補正内容】 請求の範囲 １．フレーム内に配置されたコアと、前記フレームに取付けられた一対の対向 するモールド成形されたスキンと、このスキンの近部の縁部とを組合わせて備え るドア組立体であって、前記スキンは、ポリマー材料と低収縮添加剤と補強手段 とから成り、これらのスキンの各々は、外面と内面とを有し、この内面は前記コ アに隣接し、前記外面は、平面部と凹部とから成る模様パターンを含み、この凹 部は、前記平面部から約０．０２５ｍｍ〜約１．０ｍｍの範囲の深さを有し、前 記スキンは、更に、前記凹部に隣接して設計による変化のあるアンダーカット部 を含み、これらのアンダーカット部は、前記凹部から約０．０２５ｍｍ〜約０． １０ｍｍの所定の範囲のアンダーカット長さを有し、これにより、模した木目を 有するドア組立体。 ２．前記コアは、発泡材料から成る請求の範囲第１項に記載のドア組立体。 ３．前記フレームは、２つの平行な縦かまちと２つの平行な横かまちとを含み 、これらの縦かまちは前記縦かまちに直交する関係で配置される請求の範囲第１ 項に記載のドア組立体。 ４．前記縦かまちのうちの一つは、他の縦かまちより重い請求の範囲第３項に 記載のドア組立体。 ５．前記スキンのポリマー材料は、シートモールド成形配合物とバルクモール ド成形配合物と濃縮モールド成形配合物と混練モールド成形配合物と射出成型配 合物とから成る群から選択される請求の範囲第１項に記載のドア組立体。 ６．前記ポリマー材料は、酸変成プロピレングリコールマレエートである請求 の範囲第１項に記載のドア組立体。 ７．前記低収縮添加剤は、ポリメチルメタクリレートとポリメチルメタクリレ ートコポリマーとポリスチレンとポリスチレンコポリマーとポリビニルアセテー トとポリエチレンと飽和ポリエステルとから成る群から選択される請求の範囲第 １項に記載のドア組立体。 ８．前記低収縮添加剤は、前記ポリマー材料に直接加えられる請求の範囲第７ 項に記載のドア組立体。 ９．前記低収縮添加剤は、キャリア材料との組合わせで前記ポリマー材料に加 えられる請求の範囲第７項に記載のドア組立体。 10． 収縮制御剤が、前記低収縮添加剤に加えられる請求の範囲第７項に記載 のドア組立体。 11． 前記補強手段は、ファイバーガラスとアラミッドファイバーとカーボン ファイバーと鉱物補強材とから成る群から選択される請求の範囲第１項に記載の ドア組立体。 12． 前記凹部は、約０．０２５ｍｍ〜約１．０ｍｍの範囲の不均一な深さを 有する請求の範囲第１項に記載のドア組立体。 13． 前記アンダーカット部は、約０．０２５ｍｍ〜約１．０ｍｍの範囲の不 均一なアンダーカット長さを有する請求の範囲第１項に記載のドア組立体。 14． 前記凹部およびアンダーカット部は、トップコートを受容する請求の範 囲第１項に記載のドア組立体。 15． 前記トップコートは、約４〜約７０重量％の顔料を含有する着色料であ る請求の範囲第１４項に記載のドア組立体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．フレーム内に配置されたコアと、前記フレームに取付けられた一対の対向 するモールド成形されたスキンと、このスキンの近部の縁部とを組合わせて備え るドア組立体であって、前記スキンは、ポリマー材料と低収縮添加剤と補強手段 とから成り、これらのスキンの各々は、外面と内面とを有し、この内面は前記コ アに隣接し、前記外面は、平面部と凹部とから成る模様パターンを含み、この凹 部は、前記平面部から約０．０２５ｍｍ〜約１．０ｍｍの範囲の深さを有し、前 記スキンは、更に、前記凹部の近部のアンダーカット部を含み、これらのアンダ ーカット部は、前記凹部から約０．０２５ｍｍ〜約０．１０ｍｍの範囲のアンダ ーカット長さを有し、これにより、模した木目を有するドア組立体。 ２．前記コアは、発泡材料から成る請求の範囲第１項に記載のドア組立体。 ３．前記フレームは、２つの平行な縦かまちと２つの平行な横かまちとを含み 、これらの縦かまちは前記縦かまちに直交する関係で配置される請求の範囲第１ 項に記載のドア組立体。 ４．前記縦かまちのうちの一つは、他の縦かまちより重い請求の範囲第３項に 記載のドア組立体。 ５．前記スキンのポリマー材料は、シートモールド成形配合物とバルクモール ド成形配合物と濃縮モールド成形配合物と混練モールド成形配合物と射出成形配 合物とを含む群から選択された低線熱膨脹率材料である請求の範囲第１項に記載 のドア組立体。 ６．前記シートモールド成形配合物は、酸変成プロピレングリコールマレエー トである請求の範囲第５項に記載のドア組立体。 ７．前記低収縮添加剤は、ポリメチルメタクリレートとポリメチルメタクリレ ートコポリマーとポリスチレンとポリスチレンコポリマーとポリビニルアセテー トとポリエチレンと飽和ポリエステルとを含む群から選択される請求の範囲第１ 項に記載のドア組立体。 ８．前記低収縮添加剤は、前記ポリマー材料に直接加えられる請求の範囲第７ 項に記載のドア組立体。 ９．前記低収縮添加剤は、キャリア材料との組合わせで前記ポリマー材料に加 えられる請求の範囲第７項に記載のドア組立体。 10． 収縮制御剤が、前記低収縮添加剤に加えられる請求の範囲第７項に記載 のドア組立体。 11． 前記補強手段は、ファイバーガラスとアラミッドファイバーとカーボン ファイバーと鉱物補強材とを含む群から選択される請求の範囲第１項に記載のド ア組立体。 12． 前記凹部は、約０．０２５ｍｍ〜約１．０ｍｍの範囲の不均一な深さを 有する請求の範囲第１項に記載のドア組立体。 13． 前記アンダーカット部は、約０．０２５ｍｍ〜約０．１０ｍｍの範囲の 不均一なアンダーカット長さを有する請求の範囲第１項に記載のドア組立体。 14． 前記凹部およびアンダーカット部は、トップコートを受容する請求の範 囲第１項に記載のドア組立体。 15． 前記トップコートは、約４〜約７０重量％の顔料を含有する着色料であ る請求の範囲第１４項に記載のドア組立体。