MX2013007368A - Metodo para hacer forros de puerta recocidos y ensambles de puerta compuestos, y articulados relacionados. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un método para hacer un forro de puerta recocido o un ensamble de puerta compuesto. Por lo menos un forro de puerta se forma de una composición que comprende un aglutinante de termoformado y fibra de vidrio. El forro de puerta, solo o en combinación con otras partes de un ensamble de puerta, se somete al recocido para hacer el forro de puerta recocido. El proceso de recocido comprende el paso de calentar el forro de puerta, solo o en combinación con otras partes del ensamble de puerta, sobre la temperatura de transición de vidrio pero por debajo de la temperatura de degradación térmica del aglutinante de termoformado por un tiempo suficiente para provocar que se liberen las tensiones internas en el forro de puerta, después el paso de enfriar el forro de puerta.

Description

MÉTODO PARA HACER FORROS DE PUERTA RECOCIDOS Y ENSAMBLE DE PUERTA COMPUESTOS Y ARTÍCULOS RELACIONADOS Referencia Cruzada con Solicitud Relacionada Esta Solicitud reclama el beneficio de la Solicitud de Patente Provisional de Estados Unidos de América No. de Serie 61/425,857, presentada el 22 de diciembre de 2010, de Pfau et.al., la cual se incorpora aquí como referencia en su totalidad y de la cual se reclama la prioridad.

Campo de la Invención La invención se relaciona con un método para recocer artículos de termofraguado, reforzados con fibra de vidrio, especialmente forros para puertas y ensambles compuestos de puerta. La invención también se relaciona con artículos tales como forros para puertas y ensambles de puerta compuesta.

Antecedentes de la Invención Cada vez más, las puertas se fabrican de componentes compuestos que contienen fibra de vidrio y polímeros de termofraguado. Los ensambles típicos de puerta compuesta incluyen un par de forros exteriores moldeados por compresión (también llamados aquí y conocidos generalmente como "recubrimientos"). Los forros de puerta están montados en un marco interior usualmente rectangular, con frecuencia formado de madera, el cual separa y da soporte a los forros en una relación separada entre sí. El espacio hueco entre los forros y unidos por el marco de puerta típicamente se llena con un material aislante, por ejemplo, cartón, papel, tableros de fibra o espuma, tal como de poliuretano.

Los ensambles de puerta compuesta proporcionan varias ventajas sobre otras puertas naturales y de acero. Los ensambles de puerta compuesta resisten la corrosión y desgaste experimentados con puertas de madera sólida y de metal, respectivamente. Los ensambles de puerta compuesta también por lo general, son mejores aisladores que las puertas de madera sólida y de metal. Debido a que los costos del material y a la tasa de fabricación, los ensambles de puerta compuesta de polímero son considerablemente menos costosos de fabricar que las puertas de madera sólida y se pueden diseñar para proporcionar una apariencia razonable de la veta de la madera en la superficie externa.

Un proceso de moldeo por compresión típico utilizado para producir los forros de puerta moldeados, comercialmente disponibles, involucra colocar un peso predeterminado de capas de carga de compuesto de moldeo de hoja (SMC) que contienen un material polimérico de termoformado y un refuerzo de fibra de vidrio en la mitad inferior del molde. La mitad superior del molde entonces se avanza hacia el acoplamiento con la mitad inferior del molde para forzar al material SMC para llenar y conformarse con la forma de la cavidad del molde durante la compresión. Las mitades del molde se calientan a una temperatura de procesamiento, por ejemplo, aproximadamente 150°C, para facilitar el flujo de resina y provocar la reacción de termoformado, también conocida como curado. Una vez solidificados, los forros de puerta moldeados se remueven de la prensa del molde. Con frecuencia, los troqueles del molde tienen contornos y características de relieve que imprimen depresiones, ranuras, patrones, textura y sus similares en el forro de puerta moldeado. Las características impresas con frecuencia, están configuradas como una o más depresiones cuadradas o rectangulares que simulan el perímetro de uno o más paneles. En forma alternativa, los recubrimientos pueden estar al ras. La flexibilidad de diseño hace de los ensambles de puerta compuesta útiles para edificios residenciales y comerciales, así como para otros usos.

Típicamente, los compuestos de moldeo de hoja contienen un sistema de resina de termoformado, tal como una resina de poliéster no saturado y un monómero reactivo co-curable no saturado, tal como el estireno. Los compuestos de moldeo de hoja también contienen un agente de refuerzo, tal como fibras de vidrio, presentadas con frecuencia, como fibra de vidrio triturada y/o una esterilla de fibra delgada. Los aditivos que comúnmente se combinan con los compuestos de moldeo de hoja incluyen catalizadores, agentes de activación, agentes espesantes, estabilizadores y rellenos inertes, tal como carbonato de calcio, talco y partículas de madera.

El uso de los forros de puerta moldeados por compresión convencionales en áreas geográficas que tienen climas de alta o baja temperatura puede ser un problema. Por ejemplo, en áreas tales como Estados Unidos de América del norte y Canadá, las temperaturas bajas del invierno pueden crear un alto gradiente térmico entre, el forro exterior de la puerta expuesto a las condiciones ambientales y por otra parte, el forro interior de la puerta se pueden templar por el calentamiento interno de la casa o edificio asociado. Este gradiente de temperatura puede provocar que los forros de puerta, en particular, el forro exterior de la puerta, se pandee o acombe temporalmente. Aunque se pueden tolerar distancias de combado y de pandeado menores que 0.63 cm, un mayor acombado de la puerta puede violar los códigos de construcción, deteriorar la apariencia estética de la puerta y deteriorar la funcionalidad de la puerta. Por ejemplo, una puerta pandeada puede ser difícil de cerrar en forma sellada con respecto a su marco exterior de puerta, con el cual se acopla la puerta en forma giratoria, usualmente con articulaciones.

Una solución convencional para reducir el pandeado es reforzar el marco de la puerta compuesta con barras de acero o sus similares. En teoría, las barras de acero incorporadas dentro del marco interior de puerta debe contar con suficiente fuerza y rigidez para eliminar las fuerzas de pandeado del forro asegurado con el marco de puerta. Sin embargo, en la práctica, se ha encontrado que las barras de acero no evitan el pandeado en climas de temperatura extrema. Además, el refuerzo de acero agrega costos adicionales y peso a la puerta, lo que la hace más costosa y laboriosa de embarcar e instalar.

Breve Descripción de la Invención De conformidad con un primer aspecto de la invención, se proporciona un método para producir un forro de puerta recocido. De conformidad con este método, el forro de puerta formado de una composición, que contiene por lo menos un aglutinante de termoformado y fibra de vidrio, se somete al recocido para recocer el forro de la puerta. El recocido involucra el calentamiento del forro de puerta sobre la temperatura de transición del vidrio pero por debajo de la temperatura de degradación térmica del aglutinante de termoformado por un tiempo suficiente para provocar la liberación de las tensiones internas en el forro de puerta y después, enfriar el forro de puerta.

De conformidad con un segundo aspecto de la invención, se proporciona un método para hacer una puerta compuesta recocida. De conformidad con el método de este aspecto, la puerta compuesta se caracteriza por un marco interior de puerta y primer y segundo forros de puerta en los lados opuestos del marco de la puerta, los cuales se someten al recocido para recocer la puerta compuesta. El recocido involucra calentar la puerta sobre la temperatura de transición del vidrio pero por debajo de la temperatura de degradación térmica de un aglutinante de termoformado de por lo menos uno de los forros de puerta, el cual está hecho de una composición que contiene por lo menos el aglutinante de termoformado y fibra de vidrio. El calor se aplica por un tiempo suficiente de tiempo para provocar la liberación de tensiones internas en el forro de puerta, y después la puerta compuesta se enfría.

Otros aspectos de la invención, incluyendo ensambles, dispositivos, sistemas, métodos, aparatos y sus similares, que constituyen parte de la invención, serán evidentes luego de leer la siguiente descripción detallada de las modalidades ejemplificativas y la revisión de los dibujos.

Breve Descripción de los Dibujos Los dibujos acompañantes se incorporan aquí como referencia y constituyen parte de la especificación. Los dibujos, junto con su descripción general y la descripción detallada de las modalidades ejemplificativas y los métodos, sirven para explicar los principios de la invención. En tales dibujos: La Figura 1 es una vista en perspectiva de un ensamble de puerta compuesta, de conformidad con una modalidad de la invención.

La Figura 2 es una vista en perspectiva, en sección de un ensamble de puerta compuesta de la Figura 1, tomada a lo largo de la línea ll-ll de sección de la Figura 1.

La Figura 3 es un diagrama de flujo de un proceso de recocido y enfriado, de conformidad con una modalidad de la invención; y La Figura 4 es un gráfica que ilustra los datos de deflexión de los artículos de puerta recocida y como comparación, una puerta que no se somete al recocido.

Descripción Detallada de la Invención Se hace ahora referencia con detalle a las modalidades y métodos ejemplifícateos de la invención, como se ilustra en los dibujos acompañantes, en donde los números de referencia señalan partes iguales o correspondientes a través de los dibujos. Sin embargo, se debe hacer notar que la invención, en sus aspectos más amplios no está limitada a los detalles específicos, dispositivos representativos y métodos, y los ejemplos ilustrativos mostrados y descritos en conexión con las modalidades ejemplificativas y los métodos. Por ejemplo, se describe un proceso en conexión con las puertas de polímero reforzado con fibra de vidrio (FRP) y forros de puerta formados de una composición que comprende un aglutinante de termoformado en la forma de una composición de termoformado que se cura dentro del aglutinante de termoformado, y la fibra de vidrio se mantiene unida por el aglutinante de termoformado. Sin embargo, el proceso se puede usar en una variedad de artículos, en particular, paneles y otros componentes de construcción.

Como se muestra mejor en las Figuras 1 y 2, el ensamble 10 de puerta compuesta tiene un forro 12 de puerta externo de múltiples paneles (también referido aquí como recubrimiento) y un forro 14 interno de puerta. Los forros 12, 14 interno y externo de puerta son esencialmente paralelos a y están separados uno de otro. Aunque los forros 12, 14 de puerta se muestran como paneles de puerta esencialmente rectangular con seis paneles, se debe entender que los forros de puerta pueden contar con un solo panel o diseños alternativos de múltiples paneles, con diferentes formas y configuraciones y otras apariencias. En forma alternativa, los forros 12, 14 de puerta puede tener la apariencia de un forro de puerta al ras sin paneles internos. Los forros 12 y 14 de puerta pueden tener diferentes composiciones o composiciones idénticas, y puede contar con la misma apariencia o apariencia diferente entre sí.

El ensamble 10 de puerta compuesta puede ser una puerta de entrada exterior o una puerta de pasillo interior de un edificio, tal como una propiedad doméstica o comercial. En vista de la excelente estabilidad térmica de los forros de puerta y los ensambles de puerta descritos aquí, el uso del ensamble 10 de puerta como una puerta exterior es particularmente conveniente. Las puertas exteriores y de pasaje típicamente puede tener una altura de aproximadamente 15.24 cm, 2.03 m hasta aproximadamente 2.70 m, más usualmente de aproximadamente 2.40 m y un ancho de aproximadamente .90 cm a 1.20 m, con .90 cm a 1.80 m siendo el ancho estándar para muchas puertas de pasillos. Otros usos del ensamble 10 de puerta compuesta incluyen muebles (por ejemplo, gabinetes, escritorios), cajones, puertas de muebles y puertas de clósets. Aunque no se muestra en los dibujos, el ensamble 10 de puerta compuesta puede incluir hardware, tal como una manija, perilla u otro mecanismo de sujeción, con o sin un mecanismo de cerradura. Aunque no se muestran, se pueden proporcionar aberturas en los forros 12, 14 de puerta para recibir las luces de la puerta (o "luminarias") y otros componentes de puerta. El ensamble 10 de puerta compuesta puede también incluir un hardware de montaje apropiado para su uso, tales como articulaciones para montar el ensamble 10 de puerta compuesta con una estructura de pared (por ejemplo, el marco con el pasillo de la puerta) o los rieles guía para permitir el movimiento deslizante del ensamble 10 de puerta compuesta. Aunque las modalidades aquí descritas se relacionan principalmente con forros de puerta y estructuras de puerta compuesta, se debe entender que la invención descrita se puede aplicar para otros paneles compuestos.

Las superficies interiores de los forros 12, 14 de puerta están aseguradas con los lados opuestos del marco interior de puerta con el uso de adhesivos, sujetadores u otros dispositivos y técnicas de fijación convencionales o por una combinación de los mismos. Aunque np está particularmente limitado, el marco de la puerta típicamente está hecho de madera, pero algunas veces, se hace de materiales compuestos, de madera prensada fabricada, o una combinación de estos y/u otros materiales. El marco de la puerta incluye miembros verticales conocidos como montantes 16 colocados en los lados opuestos de la puerta 10 y que se extienden en forma vertical a lo largo de esencialmente la longitud completa de la puerta 10. El marco también incluye miembros horizontales conocidos como rieles 18 colocados en los extremos opuestos (superior e inferior) de la puerta 10 y se extienden en forma horizontal esencialmente a lo largo del ancho completo de la puerta 10. Los montantes 16 y los rieles 18 colectivamente, establecen la periferia de la puerta 10 en la modalidad ¡lustrada. Aunque no se muestra, el marco puede incluir montantes y rieles intermedios ocultos de la vista entre los forros 12, 14 de puerta.

Las superficies exteriores de los forros 12, 14 de puerta pueden ser lisos o con textura o con una combinación de los mismos. La textura puede simular un diseño de veta de madera, como se muestra en la Figura 1, o algún otro diseño. El color de los forros 12, 14 de puerta con frecuencia tiene un tono de madera, aunque se puede usar cualquier color. Un barniz, pintura y otro tinte se puede aplicar en los forros 12, 14, así como los diseños de veta de madera impresos con tinta y su similar. En forma alternativa, una imagen puede estar impresa en las superficies exteriores de los forros 12, 14 de puerta, como se describe en la Patente de Estados Unidos de América No. 7,001,006. La apariencia estética y la sensación táctil de los forros 12, 14 de puerta puede ser esencialmente idéntica o diferente uno de otro. Las superficies exteriores de los forros 12, 14 de pueda opcionalmente se pueden sellar. Opcionalmente, se puede unir una chapa a las superficies exteriores para proporcionar la apariencia deseada (por ejemplo, color, grano y/o patrones de madera natural).

Un componente 20 de núcleo opcionalmente, está situado entre los forros 12, 14 interno y externo de la puerta. Como se utiliza aquí, el término "ensamble de puerta compuesta" abarca en su significado una cubierta de puerta (es decir, el marco y los forros 12, 14 de puerta) con o sin el componente 20 de núcleo. El componente 20 de núcleo puede comprender una espuma formada de cualquier material de polímero apropiado que se puede inyectar y formarse en su lugar (en sitio) entre los forros 12, 14 de puerta y el marco 28 o se puede pre-formar y después colocarse en el marco 28 antes de su acoplamiento con uno o ambos de los forros 12, 14 de puerta con el marco 28. Los materiales no espumados que se pueden usar incluyen, por ejemplo, cojinetes corrugados y otros materiales de aislamiento. Se debe hacer notar que las superficies interiores de los forros 12, 14 de puerta se pueden adherir al componente 20 del núcleo, cuando está presente. Opcionalmente, el ensamble 10 de puerta puede excluir al núcleo, por ejemplo, para proporcionar un área hueca vacía entre los forros 12, 14 de puerta.

Los forros 12, 14 de puerta pueden estar hechos de varios sistemas y aditivos de resinas compatibles con la presente invención, incluyendo aquellos materiales comúnmente empleados en la industria de la fabricación de puertas. De conformidad con una modalidad ejemplificativa, los forros 12, 14 de puerta están hechos de una composición de resina de termoformado (o una composición de termoformado curada en un aglutinante de termofraguado junto con fibra de vidrio), de preferencia, un compuesto de moldeo en hoja (SMC) o una composición de compuesto de moldeo en masa (BMC). La composición de termoformado de preferencia, contiene por lo menos una resina de poliéster no saturada y por lo menos un monómero de reticulación, co-curable, no saturado, tal como el estireno que es reactivo con el poliéster. La resina de poliéster no saturado puede comprender un producto de reacción de policondensación de uno o más alcoholes dihldricos y uno o más ácidos policarboxílicos no saturados. Un catalizador activado con calor puede estar incluido en la composición. Otro ejemplo de una resina de termoformado apropiada es una resina de poliuretano, tal como un compuesto de moldeo en hoja de polímero de uretano, que puede comprender, por ejemplo, un polímero o prepolímero de uretano, un agente de reticulación y/o de enlazado, tal como un di- o polisocianato y un catalizador. Otros sistemas de resina de termoformado que se pueden usar además de o como alternativas para el poliéster no saturado, son las resinas fenólicas, las resinas de vinil-éster y resinas epoxi. Además, el componente de resina de la composición puede incluir uno o más polímeros termoplásticos, por ejemplo, poliolefinas tales como polietileno, polipropileno, poliestireno, acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), acrilato-estireno-acrilonitrilo (ASA) y otros.

La composición puede incluir aditivos de bajo encogimiento y aditivos de bajo perfil, iniciadores orgánicos (por ejemplo, peroxibenzoato de butilo terciario), agentes espesantes (por ejemplo, óxidos, hidróxidos y alcolatos de magnesio, calcio, aluminio), estabilizadores o inhibidores, rellenos, refuerzos, nanocomponentes (consultar la Solicitud de Patente de Estados Unidos de América No. de Publicación 2008/0016819, de Xu et.al., "Forros de Puerta Nano-compuestos, y ensambles de puerta relacionados y métodos", cuya descripción se incorpora aquí como referencia en su totalidad) y otros aditivos. Los ejemplos de aditivos de bajo perfil incluyen polímeros termoplásticos, tales como poliésteres saturados, poliestireno, acetato de polivinilo y copolímeros y terpolímeros del mismo. Otros aditivos de bajo perfil conocidos en la técnica también se pueden incluir.

La fibra de vidrio puede ser tratada o no tratada. Las fibras pueden tener una longitud dentro del intervalo de por ejemplo, aproximadamente 3 mm aproximadamente a 7.62 cm (aproximadamente 3 pulgadas). El vidrio se puede mezclar en la composición, y triturarse en fibras de una longitud variable durante el proceso de extrusión. En forma alternativa, las fibras pueden tener una longitud esencialmente uniforme. Las fibras de vidrios pre-trituradas que tienen una longitud particular también se pueden usar. Las fibras trituradas se pueden mezclar dentro de la composición durante el mezclado. La fibra de vidrio con frecuencia se encuentra en muchos compuestos de moldeo en hoja comerciales y con frecuencia están presentes como fibra de vidrio triturada de 2.54 cm o de 1.72 cm.

Los rellenos y refuerzos se pueden incorporar para cumplir con varias funciones incluyendo distribuir la resina, mejorar el flujo del molde y/o impartir las características y propiedades mecánicas deseadas al producto final. Los ejemplos de otros rellenos que se pueden incluir en la composición son carbonato de calcio, arcilla, grafito, carbonato de magnesio, talco, y mica, incluyendo mica moscovita, o mica flogopita. Desde el punto de vista de ahorro de costos, con frecuencia es conveniente incorporar por lo menos tanta mica como se posible en la fibra de vidrio dentro de la composición.

Los ejemplos adicionales de rellenos y refuerzos incluyen grafito, aramidas y aditivos fibrosos orgánicos, en particular, materiales celulósicos. Los aditivos fibrosos orgánicos apropiados incluyen polvo de madera o harina de madera, tal como el provisto por partículas relativamente pequeñas de pino y otras maderas no costosas, tales como cedro, cerezo, maple, goma y combinaciones de los mismos y otras maderas. También se pueden utilizar otros materiales orgánicos fibrosos incluyendo, sin limitar, paja, cáscara de arroz y Knaff. El componente aditivo fibroso orgánico puede comprender una mezcla de madera y de otros materiales orgánicos fibrosos. El aditivo puede tener el tamaño para pasar a través de una malla de grado 80, aunque se pueden usar diferentes tamaños. El material fibroso orgánico puede ser un subproducto de otros procesos de fabricación de madera. Por ejemplo, el material fibroso orgánico puede considerarse como parte de la corriente de desecho de una planta de fabricación. El uso de material de desecho tiene grandes beneficios en costo y ambientales. El relleno y los materiales de refuerzo pueden tomar varias formas físicas, tales como esterillas fibrosas, microesferas o una o más esterillas.

La composición SMC se puede incorporar para constituir por ejemplo, de aproximadamente 15 aproximadamente a 25% en peso de la composición de resina de termoformado, de aproximadamente 10 aproximadamente a 20% en peso del aditivo de bajo perfil, de aproximadamente 13 aproximadamente a 20% en peso del refuerzo, y de aproximadamente 30 aproximadamente a 50% en peso del relleno, y opcionalmente, otros ingredientes tales como por ejemplo, agentes de liberación de moldeo, inhibidores de anaquel, agentes de mojado, homogenizadores, retardantes UV, pigmentos, retardantes de fuego, agentes espesantes, antioxidantes, metales anti-estáticos, colorantes y otros aditivos y rellenos apropiados, como se describe antes. Las concentraciones se pueden ajustar para obtener las propiedades deseadas.

Se puede emplear cualquier técnica apropiada de moldeo para comprimir y dar forma a los forros 12, 14 de puerta incluyendo, por ejemplo, moldeo por composición, moldeo por transferencia de resina, moldeo de composición por inyección, termoformado, y moldeo por inyección. En general, el moldeo por composición involucra introducir la pre-mezcla y/o los componentes no mezclados dentro de un troquel inferior, mover uno o ambos troqueles uno hacia el otro para formar una cavidad cerrada. Los troqueles pueden contar con estructuras y texturas de incrustado diseñadas para transferir relieves y vetas a la puerta moldeada, como es bien conocido en la técnica. Durante la prensa, los componentes se prensan juntos entre los troqueles superior e inferior y se les da forma por la aplicación de calor y presión. Los compuestos de moldeo en hoja con frecuencia se prensan con un intervalo de temperatura de aproximadamente 135°C (275°F) aproximadamente a 177°C (350°F), con más preferencia, de aproximadamente 138°C (280°F) aproximadamente a 160°C (320°F). Los troqueles ejercen una presión en la composición de por ejemplo, aproximadamente 1000 a 2000 psi. La operación de prensa con frecuencia tiene una duración de aproximadamente 30 segundos a 2 minutos.

El termofraguado puede desarrollar altas tensiones internas durante el moldeo por compresión. La tensión interna puede resultar de enfriamientos variables en diferentes áreas del forro de puerta moldeada. Por ejemplo, una superficie del forro de puerta puede enfriarse más rápido y crear un área externa más rígida. El área externa más rígida puede limitar el encogimiento del material interior no solidificado. Esto resulta en tensiones en el área externa y tensiones de compresión en el núcleo.

De conformidad con las modalidades ejemplificativas, las tensiones internas generadas durante la formación del forro de puerta termofraguado se pueden aliviar al someter el forro de puerta termofraguado a un proceso de recocido, de formación posterior.

De conformidad con un proceso de recocido ejemplificativo ilustrado en el diagrama de flujo de la Figura 3, el forro de puerta moldeado por compresión se calienta desde la temperatura ambiente hasta una temperatura que está sobre la temperatura de transición del vidrio, pero por debajo de la temperatura de degradación térmica del aglutinante de termoformado. El calentamiento se puede llevar a cabo en un horno estándar usado en la técnica. El horno se puede pre-calentar a una temperatura de recocido inicial, como se ilustra con el número 22 de referencia en la Figura 3. En forma alternativa, el horno se puede someter a un calentamiento inicial después de que el forro de puerta se introduce dentro del horno.

El paso de recocido puede involucrar mantener el horno a una temperatura esencialmente constante, como se ilustra con el número 24 de referencia en la Figura 3. La temperatura se mantiene deseablemente dentro del intervalo de más o menos (+) -12°C desde la temperatura de recocido seleccionada. En forma alternativa, la temperatura del horno puede fluctuar durante el calentamiento, aunque en otras modalidades ejemplificativas, la temperatura se mantiene entre la temperatura de transición del vidrio y la temperatura de degradación térmica de la composición de termofraguado. Se ha encontrado que las temperaturas de aproximadamente 82°C aproximadamente a 104°C (180°F-220°F), tal como aproximadamente 93°C (200°F), por lo general, caen dentro de este intervalo. Sin embargo, la temperatura de transición del vidrio (Tg) y la temperatura de degradación térmica variará dependiendo de la composición particular del forro de puerta.

El calentamiento a la temperatura de recocido se lleva a cabo por suficiente tiempo para que luego del enfriamiento del forro de puerta a temperatura ambiente (antes descrito), las tensiones internas en el forro de puerta se liberen, por lo menos parcialmente. Esto es, después del recocido y del posterior enfriamiento, de preferencia, el forro de puerta posee una tensión interna mínima comparado con un forro de puerta comparable de una composición y tamaño idénticos que no se ha sometido al recocido. Por lo general, los tiempos de recocido más prolongados que 24 horas, incluso mayores que 48 horas, se han señalado como ejemplificativos. El tiempo de recocido de 60 horas aproximadamente a 93°C (200°F) se encontrado muy útil. La liberación de la tensión en los forros de puerta se ve afectada por la combinación de la temperatura de recocido y el tiempo de recocido. Por lo general, conforme se incrementa la temperatura de recocido, se reduce el tiempo de recocido para alcanzar la liberación de tensión determinada y viceversa, es decir, se disminuye la temperatura de recocido, se incrementa el tiempo necesario para alcanzar la cantidad determinada de liberación de tensión.

Debido a que los tiempos de recocido son relativamente prolongados cuando se comparan con el paso de moldeo por compresión (u otro paso de formación), que se describe antes, puede ser menor que 2 minutos, desde el punto de vista de producción, se prefiere recocer múltiples forros de puerta en una operación continua (pasar los forros de puerta a través de un horno en un proceso en línea) o una operación en lote. Los forros de puerta se pueden disponer en los extremos superior e inferior, perpendiculares al suelo, durante el paso de recocido prolongado con el fin de evitar la flexión y la combadura de los forros de puerta. Los forros de puerta pueden estar separados entre sí durante el recocido para mejorar la uniformidad de calentamiento de ambas superficies en cada forro de puerta.

Con referencia a la Figura 3, después de que los forros de puerta han sido recocidos en el paso 24, los forros de puerta se enfrían gradualmente en el paso 26. El enfriamiento controlado a un índice de enfriamiento moderado evita que las tensiones liberadas se vuelvan a desarrollar en los forros de puerta. Pueden ser útiles los índices de enfriamiento de 10°C (50°F) o menos por hora, tal como aproximadamente -3.8°C (25°F) o menos por hora o -9.4°C (15°F) o menos por hora. La reducción en la temperatura puede ser continua o se puede llevar a cabo en forma gradual. Por ejemplo, en la modalidad aquí descrita, la temperatura se reduce en forma gradual a -9.4°C (15°F) por hora.

No es necesario llevar a cabo un paso 26 de reducción controlada de temperatura a la temperatura ambiente. Una vez que se ha alcanzado una temperatura final apropiada en el paso 28, los forros de puerta se pueden enfriar a un índice acelerado, tal como al colocar los forros de puerta en el ambiente. En una modalidad ejemplificativa, la temperatura final del paso 28 es de aproximadamente 52°C (125°F), aunque se pueden seleccionar otras temperaturas.

Se debe hacer notar que se pueden practicar varias modificaciones y variaciones en las modalidades ejemplificativas antes descritas. Sin embargo, seria conveniente que el método, según sea modificado o variado, tenga el efecto de reducir las tensiones internas en los forros de puerta hasta que los forros de puerta no se sometan a más que aproximadamente .50 cm de combadura durante el uso prolongado.

De conformidad con otra modalidad ejemplificativa, las modalidades antes descritas se pueden modificar o variar al someter el ensamble de puerta compuesta a un proceso de recocido y de enfriamiento controlado para liberar las tensiones en los forros de puerta ya asegurados con el marco interior de puerta. En esta modalidad modificada, el forro de puerta se asegura con un lado de un marco de puerta o el primer y segundo forros de puerta se aseguran en los lados opuestos del marco de puerta antes del recocido. El ensamble 10 de puerta compuesta, incluyendo el marco de puerta, entonces se somete al procedimiento descrito en la Figura 3. El componente 20 de núcleo se puede incorporar dentro del ensamble 10 de puerta compuesta antes de la secuencia de recocido de la Figura 3. En forma alternativa, el ensamble 10 de puerta compuesta sin el componente de núcleo (también conocido como cubierta de puerta) se puede someter al recocido y al enfriamiento controlado y el componente 20 de núcleo se puede insertar en la cubierta de puerta después.

EJEMPLOS Los siguientes ejemplos son provistos como explicación y no se consideran exhaustivos o exclusivos del alcance de las modalidades ejemplificativas.

Ejemplo 1 Un horno se precalentó aproximadamente 93°C (200°F) durante una hora (t= 1 h r) y los forros de puerta termofraguados, de seis paneles formados de un compuesto de moldeo en hoja se colocaron en un horno y se calentaron aproximadamente a 93°C (200°F) por 48 horas. Después de 48 horas, la temperatura del horno se descendió repetidamente a -9.4°C a 85°C (15°F a 185°F) (a t=0). En incrementos por hora, la temperatura del horno se descendió repetidamente a -9.4°C y se mantuvo por una hora, es decir, a 77°C (170°F) por t=1-2 horas, aproximadamente a 68°C (155°F), a t=2-3, a 60°C (140°F) a t=3-4, a 52°C (125°F) por t=4-5 horas. Después de cinco horas de enfriamiento, los forros de puerta se removieron del horno y se colocaron a condiciones ambientales.

Ejemplo 2 Los procedimientos del Ejemplo 1 anterior se repitieron, excepto que la cubierta de la puerta, es decir, el ensamble de puerta compuesta sin el componente de núcleo de espuma, incluyendo los forros de puerta termofraguados, de seis paneles en los lados opuestos de un marco de puerta se sometieron al proceso de recocido.

Ejemplo 3 Se repitieron los procedimientos del Ejemplo 1, excepto que un ensamble de puerta compuesta incluyendo los forros de puerta termofraguados, de seis paneles en los lados opuestos de un marco y un componente de núcleo de espuma se sometieron al proceso de recocido.

Ejemplo A Comparativo Se seleccionaron y probaron las puertas idénticas a las del Ejemplo 3, pero no se sometieron a los pasos de recocido y de enfriamiento controlado.

Procedimientos de Prueba para Obtener Datos de Deflexión Se llevaron a cabo las pruebas de las puertas ejemplificativas y de los forros de puerta y los forros de puerta comparativos para obtener datos de deflexión y de combadura. 1. Atornillar articulaciones dentro de áreas cajeadas en el lado de la articulación de la puerta. 2. Instalar pernos ciegos y la perilla sobre la puerta. 3. Alinear la puerta con las articulaciones ya instaladas en el marco de puerta opuesto a los calentadores infrarrojos (IR). Instalar pernos de articulación para acoplar la puerta con el marco. 4. Cerrar la puerta y asegurar la puerta dentro del marco con un perno ciego y una cerradura de la perilla. 5. Revisar los sensores de deflexión en el lado trasero de la puerta (es decir, el lado opuesto a los calentadores IR) para asegurar el contacto con la puerta. Los puntos de contacto son (i) la esquina superior en el lado de cierre de la puerta; (ii) la mitad de la puerta y (iii) la esquina inferior en el lado de cierre de la puerta. 6. Reajustar los sensores de deflexión a 0.0". 7. Ejecutar el programa de pared con calor estándar como sigue: Para el primer ciclo, ascender la temperatura hasta 82°C (180°F) en 45 minutos, mantener a 82°C (180°F) por 2 horas, después, descender la temperatura a temperatura ambiente sobre un período de 15 minutos. Repetir el ciclo cuatro veces por aproximadamente 12 horas del ciclo de cilindro, dejar enfriar a temperatura ambiente por la noche. Los ciclos entonces se repiten por cuatro días más. 8. Leer los sensores de deflexión constantemente para determinar la distancia que la puerta se ha movido durante los ciclos de calentamiento y de enfriamiento. 9. Registrar la deflexión máxima leída por los sensores de deflexión al final del cuarto ciclo (una vez que el calentamiento se ha completado) para cada día.

La deflexión máxima por día para las puertas y forros de puerta ejemplificativos y los forros de puerta comparativos se muestran en la Figura 4. Las puertas y forros de puerta ejemplificativos incluyen forros de puerta de seis paneles recocidos por 2.5 días aproximadamente a 93°C (200°F). El ejemplo comparativo fue un forro de puerta de seis paneles no sometido al recocido. Como se muestra en la Figura 4, la puerta recocida ejemplificativa mantuvo una deflexión relativamente menor de aproximadamente 0.10 cm por tres días de prueba. Por el contrario, la puerta comparativa que no fue sometida al recocido tuvo una deflexión que empezó aproximadamente a 0.27 cm el día 1 aproximadamente 0.35 cm en el día 2 aproximadamente a 0.43 cm en el día 3. De este modo, la puerta recocida ejemplificativa experimentó mucho menos combadura que la puerta no recocida ejemplificativa.

La descripción anterior de las modalidades ejemplificativas ha sido provista con el propósito de explicar los principios de la invención y su aplicación práctica, lo cual permite a las personas experimentadas en la técnica a comprender la invención para varias modalidades y con varias modificaciones que sean apropiadas para el uso particular contemplado. Este descripción no necesariamente tiene la intención de ser exhaustiva o de limitar la invención a las formas exactas descritas. Son posibles modalidades adicionales y tienen la intención de ser abarcadas dentro de esta especificación y el alcance de las reivindicaciones anexas. La especificación describe las modalidades para alcanzar el objetivo general.

Solamente aquéllas reivindicaciones que usen las palabras "medios para" se deben interpretar de conformidad con el Artículo 35 USC 112, sexto párrafo. Además, no se deben considerar limitaciones de las especificación en cualquier reivindicación, aunque esas limitaciones estén expresamente incluidas en las reivindicaciones.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1 . Un método para fabricar un forro de puerta recocido, caracterizado porque comprende el paso de recocer un forro de puerta formado de una composición que comprende un aglutinante de termoformado y fibra de vidrio con el fin de formar un forro de puerta recocido; el paso de recocer comprende los pasos de: calentar el forro de puerta sobre la temperatura de transición del vidrio por debajo de la temperatura de degradación térmica del aglutinante de termoformado por una cantidad de tiempo suficiente para provocar que se liberen las tensiones internas en el forro de puerta; y enfriar el forro de puerta.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el paso de calentar se conduce a una temperatura igual o sobre aproximadamente 93°C (200°F) .

3. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la cantidad suficiente de tiempo para recocer el forro de puerta es por lo menos 24 horas.

4. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la cantidad suficiente de tiempo para recocer el forro de puerta es por lo menos 48 horas.

5 El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el paso de enfriar comprende disminuir la temperatura del forro de puerta a un índice de aproximadamente 10°C (50°F) o menos por hora.

6. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 4, caracterizado porque el paso de enfriar comprende disminuir la temperatura del forro de puerta a un Índice de aproximadamente -3.8°C (25°F) o menos por hora.

7. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 4, caracterizado porque el paso de enfriar comprende disminuir la temperatura del forro de puerta a un índice de aproximadamente -9.4°C (15°F) por hora.

8. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 4, caracterizado porque el paso de enfriar comprende disminuir la temperatura del forro de puerta aproximadamente a 51°C (125°F) a un índice de aproximadamente -9.4°C (15°F) por hora.

9. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 4, caracterizado porque el paso de calentar se conduce a una temperatura igual o sobre aproximadamente 93°C (200°F) por al menos 24 horas y en donde el paso de enfriar comprende disminuir la temperatura del forro de puerta a un índice de aproximadamente 10°C (50°F) o menos por hora.

10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de calentar se conduce a una temperatura igual o sobre aproximadamente 82°C (180°F) por al menos 48 horas, y en donde el paso de enfriar comprende disminuir la temperatura del forro de puerta a un índice de 10°C (50°F) o menos por hora.

11. Un forro de puerta recocido fabricado de conformidad con el método como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

12. Un método para fabricar una puerta compuesta, caracterizado porque comprende los pasos de: recocer un primer forro de puerta formado de una composición que comprende un aglutinante de termoformado y fibra de vidrio con el fin de hacer un primer forro de puerta recocido; asegurar el primer forro de puerta recocido con un primer lado del marco de una puerta; y asegurar el segundo forro de puerta con un segundo lado del marco de puerta, el segundo lado es opuesto al primer lado; el paso de recocer comprende los pasos de: calentar el primer forro de puerta sobre la temperatura de transición del vidrio, pero por debajo de la temperatura de degradación térmica del aglutinante de termoformado por un tiempo suficiente para provocar la liberación de las tensiones internas en el primer forro de puerta; y enfriar el primer forro de puerta.

13. Un método para fabricar una puerta compuesta recocida, caracterizado porque comprende el paso de recocer la puerta compuesta que comprende un marco de puerta y primer y segundo forros de puerta en los lados opuestos del marco de puerta con el fin de fabricar una puerta compuesta recocida, por lo menos el primer forro de puerta está formado de una composición que comprende un aglutinante de termoformado y fibra de vidrio; el paso de recocer comprende los pasos de: calentar la puerta compuesta sobre la temperatura de transición del vidrio pero por debajo de la temperatura de degradación térmica del aglutinante de termoformado por un tiempo suficiente para provocar la liberación de las tensiones internas en el forro de puerta; y enfriar la puerta compuesta.

14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el paso de calentar se conduce a una temperatura igual o sobre aproximadamente 93°C (200°F).

15. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 ó 14, caracterizado porque la cantidad suficiente de tiempo para recocer el forro de puerta es por lo menos 24 horas.

16. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 ó 14, caracterizado porque la cantidad suficiente de tiempo para recocer el forro de puerta es por lo menos 48 horas.

17. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 ó 16, caracterizado porque el paso de enfriar comprende disminuir la temperatura del forro de puerta a un índice de aproximadamente -9.3°C (50°F) o menos por hora.

18. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a la 16, caracterizado porque el paso de enfriar comprende disminuir la temperatura del forro de puerta a un índice de aproximadamente -9.4°C (15°F) por hora.

19. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el paso de calentar se conduce a una temperatura igual o sobre aproximadamente 93°C (200°F) por al menos 24 horas, y en donde el paso de enfriar comprende disminuir la temperatura del forro de puerta a un índice de aproximadamente -9.3°C o menos por hora.

20. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el paso de calentar se conduce a una temperatura igual o sobre aproximadamente 82°C (180°F) por al menos 48 horas, y en donde el paso de enfriar comprende disminuir la temperatura del forro de puerta a un índice de aproximadamente -9.3°C (50°F) o menos por hora.

21. Una puerta compuesta recocida hecha de conformidad con el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a la 20.