專(zhuān)利名稱(chēng)：用于制造材料板的方法以及材料板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造由刨花材料或纖維材料構(gòu)成的的材料板尤
其是刨花板、LDF板(低密度纖維板)、MDF板(中密度纖維板)、 HDF板(高密度纖維板)和OSB板(定向刨花板，由定向撒布的刨花 構(gòu)成的刨花板)的方法。
背景技術(shù)：
在同類(lèi)的已知的用于制造刨花板的方法中，例如通過(guò)木材的碎化而 提供的木材刨花首先進(jìn)行干燥，并且緊接著按照刨花尺寸分類(lèi)，例如分 成兩級(jí)，即較大的中層刨花和較小的表層刨花，并且分開(kāi)地存儲(chǔ)或者直 接輸送至進(jìn)一步加工。通常刨花然后被施膠并且撒到輸送帶上，使得表 層刨花布置在外部，而中層刨花布置在未壓制的刨花床的中間，該刨花 床最后在借助于連續(xù)式熱壓機(jī)的連續(xù)過(guò)程中壓制成板。
在制造纖維板例如MDF或HDF板時(shí)也類(lèi)似地進(jìn)行，但是，如果纖 維也通常由預(yù)定份量的預(yù)定的纖維類(lèi)型的混合物構(gòu)成，那么不劃分表層 刨花和中層刨花。
按傳統(tǒng)的方式，為了得到材料板的期望的機(jī)械強(qiáng)度特性，例如對(duì)于 刨花板，每立方體積的材料板需要大約90公斤的液態(tài)膠，這在硬化之后 相當(dāng)于60公斤的固體膠。這種膠量是制造材料板中的重要的成本因素。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于，提供一種用于制造由刨花材料或纖維材料 構(gòu)成的材料板的方法，該方法與傳統(tǒng)方法相比允許較廉價(jià)的制造。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種同類(lèi)的方法，該方法包括步驟 準(zhǔn)備干燥的則花材料或纖維材料；對(duì)干燥的刨花材料或纖維材料等離子
4處理；對(duì)等離子處理的刨花材料或纖維材料施膠；將施膠的刨花材料或 纖維材料壓制成材料板。
在本發(fā)明方法與已知方法之間的決定性的區(qū)別在于，干燥的刨花材 料或纖維材料在施膠之前按本發(fā)明經(jīng)受等離子處理的附加步驟。在這種
等離子處理時(shí)，將中間腔中的過(guò)程氣體在兩個(gè)加載高電壓的電極之間電 離。干燥的刨花或纖維經(jīng)受這樣構(gòu)成的過(guò)程氣體等離子，它們可以穿過(guò) 等離子紛紛揚(yáng)揚(yáng)地落下，或者以松散的散料例如在輸送路段上穿過(guò)等離 子。在每種情況下，離子與其動(dòng)能有關(guān)地進(jìn)入刨花或纖維的表面，而且 直至lOjim深。因此產(chǎn)生的刨花表面或纖維表面的物理和化學(xué)變化還不 能解釋。但是科學(xué)上保證的事實(shí)是，這種處理引起表面的改善的粘附，
使得如期望的那樣，施加的膠層在這樣處理的刨花表面或纖維表面上較 好地粘附。
雖然完全一般地公知，表面特性可以通過(guò)等離子處理進(jìn)行影響。但 是不能輕易地預(yù)期，因此可以影響和改善膠在刨花和纖維的等離子處理 的表面上的粘附。另外不能預(yù)期，意想不到地出現(xiàn)的粘附改善也在對(duì)于 材料板以及由材料板制成的產(chǎn)品的壽命有關(guān)的時(shí)間上保持存在。最后也 不能預(yù)期，粘附改善會(huì)達(dá)到和保持這樣一種程度，使得在制造材料板時(shí) 采用的膠的節(jié)約使得用于等離子處理裝置的投資成本和運(yùn)行成本變得合 理。發(fā)明人的功勞在于，越過(guò)所有這些考慮。
如已經(jīng)說(shuō)明的，發(fā)明人的功勞在于，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)乍一看顯得沒(méi) 有必要的、附加的且耗費(fèi)的等離子處理的加工步驟，在進(jìn)一步加工刨花 材料或纖維材料時(shí)意想不到地得到如下優(yōu)點(diǎn)，即緊接著對(duì)等離子處理的
刨花或纖維施膠時(shí)比傳統(tǒng)方法需要明顯較小的膠量，并且盡管采用較小 的膠量，但是按本發(fā)明的方法制造的材料板滿(mǎn)足按照對(duì)于各種材料板有 效的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械要求。因?yàn)槊苛⒎矫撞牧习宀牧闲枰捎玫哪z量的 節(jié)約遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)在制造這一立方米的材料板材料需要花費(fèi)的投資成本，所 以按本發(fā)明的方法可以較廉價(jià)地制造材料板。
尤其是發(fā)明人已經(jīng)確定，每立方米材料板需要使用不超過(guò)75公斤， 優(yōu)選甚至不超過(guò)67公斤的液體膠，這在硬化之后相當(dāng)于不超過(guò)50公斤、優(yōu)選不超過(guò)45公斤的固體膠。這與傳統(tǒng)的方法相比得到超過(guò)15%、優(yōu)選 超過(guò)25%的膠量節(jié)約。在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施形式中甚至達(dá)到大約30% 的膠量節(jié)約，這相當(dāng)于釆用63公斤的液體膠或大約42公斤的固體膠。 通過(guò)這樣高的膠量節(jié)約可以大大降低用本發(fā)明的方法制造的材料板的制 造成本。
干燥的刨花材料或纖維材料的按本發(fā)明的等離子處理步驟可以例如 如下實(shí)現(xiàn)，即在不連續(xù)的方法中相應(yīng)地將預(yù)定量的刨花材料或纖維材料 在低壓腔中經(jīng)受低壓等離子。因此可以保證，刨花材料或纖維材料均勻 地也就是盡可能在全部單個(gè)的刨花和纖維的所有表面上被等離子處理， 使得緊接著在整個(gè)刨花材料或纖維材料上的表面特性是均勻的。但是另 外在連續(xù)的方法中它也可以運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)用于處于大氣壓下的等離子的裝置 的噴嘴。
在兩種方法方案中，在等離子處理中采用的過(guò)程氣體可以包含氧氣 和/或氮?dú)夂?或氬氣作為主要成份。在采用低壓等離子用于等離子處理時(shí) 例如可以采用空氣作為過(guò)程氣體，因此可以避免在導(dǎo)入過(guò)程氣體之前對(duì) 低壓腔的耗費(fèi)的抽真空，并且在低壓腔中的壓力在加栽之后僅需要降低 到對(duì)于等離子處理所必要的壓力(在0.5~5毫巴的數(shù)量級(jí))。
在本發(fā)明的進(jìn)一步方案中，在等離子處理中采用的過(guò)程氣體包含氟 作為添加成份。因此按本發(fā)明確定，通過(guò)添加氟到過(guò)程氣體中，可以有 利地影響自'J花或纖維在潮濕作用下的膨脹特性，也就是說(shuō)可以降低刨花 或纖維在潮濕作用下的膨脹。這導(dǎo)致這樣制造的材料板抵抗潮濕作用的 明顯提高的穩(wěn)定性。在傳統(tǒng)方式中，在制造刨花板時(shí)，為了降低不期望 的膨脹而添加石蠟乳液。通過(guò)用包含氟的過(guò)程氣體的等離子處理可以完 全或至少部分放棄石蠟乳液的采用。這造成進(jìn)一步的成本節(jié)約。
刨花材料或纖維材料的等離子處理的持續(xù)時(shí)間可以?xún)?yōu)選為1~10分 鐘。因此在刨花材料或纖維材料的盡可能高的生產(chǎn)率時(shí)可以得到刨花或 纖維的足夠好的表面特性。
在本發(fā)明的進(jìn)一步方案中建議，刨花材料或纖維材料在等離子處理 之前在多組中存在，各組分別按照單個(gè)刨花和纖維的尺寸進(jìn)行區(qū)分。另外，不同的組可以在為了壓制成材料板而再次組合之前分別單獨(dú)地等離 子處理并且緊接著施膠。因此可以例如在制造刨花板時(shí)保證，不僅對(duì)于 較小的表層刨花而且對(duì)于較大的中層刨花可以分別在等離子處理時(shí)采用 優(yōu)化的運(yùn)行參數(shù)，使得可以得到的膠量節(jié)約可以最大化。
優(yōu)選在刨花材料或纖維材料的等離子處理步驟與施膠步驟之間可以
不超過(guò)30分鐘，特別優(yōu)選不超過(guò)l分鐘，以便保證，通過(guò)等離子處理改
化,
纖維和/或大麻纖維和/或草纖維，使得不僅可以制造不同類(lèi)型的木材材料 板例如刨花板、LDF板、MDF板、HDF板和OSB板，而且可以制造包 含大麻纖維和/或草纖維的材料板。
為了施膠，例如可以采用尿素甲醛樹(shù)脂或三聚氰胺尿素甲醛樹(shù)脂或 酚醛樹(shù)脂，優(yōu)選包括40 ~ 80%的固體含量。
在本發(fā)明的進(jìn)一步方案中，另外可以設(shè)定，可以給等離子處理的過(guò) 程氣體除了氟之外也還添加其它的材料，例如以便得到具有防火特性和/ 或具有抗菌特性和/或具有降低的形成霉菌的易受侵蝕性的材料板。
本發(fā)明另外還涉及一種由刨花材料或纖維材料構(gòu)成的材料板，尤其 是刨花板、LDF板、MDF板、HDF板和OSB板，其對(duì)于每立方米材料 板包含不超過(guò)50公斤、優(yōu)選不超過(guò)45公斤的固體膠。在此，刨花材料 或纖維材料可以包括木材則花和/或木材纖維和/或大麻纖維和/或草纖 維。另外，膠可以包含尿素甲醛樹(shù)脂或三聚氰胺尿素甲醛樹(shù)脂或酚醛樹(shù) 脂，其優(yōu)選包括40~80%的固體含量。


下面參照附圖單純示例性地說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施形式。
圖1顯示用于示意地解釋本發(fā)明的用于制造刨花板的方法的方框圖。
具體實(shí)施方式
在圖1中示意描述的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形式首先在步驟Sl中將圓
木、木片、木材廢料等等輸送給傳統(tǒng)的制刨花裝置。
在步驟S2中將輸送的木材借助于制刨花裝置加工成則花，這些刨花 在傳統(tǒng)的干燥裝置例如滾筒式干燥器中一直干燥到大約2%的殘余水份， 并且緊接著篩選，使得以后用作為刨花板的表層刨花的較小刨花可以與 以后用作為刨花板的中層刨花的較大刨花分開(kāi)。
在這兩個(gè)步驟中，按本發(fā)明的方法與由刨花材料或纖維材料構(gòu)成的 材料板的傳統(tǒng)制造方法并沒(méi)有區(qū)別，而且對(duì)于本發(fā)明的方法也完全不重 要的是，具體怎樣準(zhǔn)備干燥的刨花材料或纖維材料。也可以考慮，制刨 花和干燥不直接就地進(jìn)行，而是由倉(cāng)庫(kù)提供已經(jīng)干燥的刨花材料或纖維 材料。
在步驟S3a中，將表層自'J花送入到一個(gè)低壓腔內(nèi)，該低壓腔然后被 抽吸到大約0.5 5毫巴的工作壓力。 一旦達(dá)到該工作壓力，就在低壓腔 中激起等離子，在這種情況下保留在低壓腔內(nèi)的空氣用作為過(guò)程氣體。 但是也可能的是，采用其它過(guò)程氣體例如氬氣，和/或給相應(yīng)釆用的過(guò)程 氣體添加一種或多種添加劑例如氟氣。等離子處理持續(xù)大約1 ~ 10分鐘， 在等離子處理期間表層刨花經(jīng)受等離子。
在步驟S3b中，類(lèi)似于步驟S3a,同樣對(duì)中層刨花進(jìn)行等離子處理。 在此，表層刨花和中層刨花的分開(kāi)的等離子處理具有如下優(yōu)點(diǎn)，即一方 面過(guò)程參數(shù)例如工作壓力、處理持續(xù)時(shí)間和過(guò)程氣體的組分和/或濃度可 以特定地適配于相應(yīng)的刨花類(lèi)型，另一方面可以對(duì)于每種刨花類(lèi)型特定 地將不同的添加劑以合適的組分和濃度加入到相應(yīng)的過(guò)程氣體中。
緊接著步驟S3a或S3b，在步驟S4a或S4b中，將表層刨花和中層 刨花相應(yīng)分開(kāi)地施膠。在此作為膠合劑，如也在刨花板的傳統(tǒng)的制造方 法中通常的那樣，采用尿素曱醛樹(shù)脂、三聚氰胺尿素甲醛樹(shù)脂或酚醛樹(shù) 脂。
因?yàn)橥ㄟ^(guò)本發(fā)明的對(duì)刨花的等離子處理，改善了刨花表面的潤(rùn)濕性， 所以在此可以比刨花板的傳統(tǒng)制造方法少采用大約30%的膠合劑，而制 成的刨花板的機(jī)械強(qiáng)度特性不會(huì)降低。在傳統(tǒng)的方法中每立方刨花板需
8要大約90公斤液態(tài)的膠合劑，以便制造具有由有關(guān)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的機(jī) 械強(qiáng)度特性的刨花板，而按本發(fā)明的方法理想地對(duì)于每立方材料板僅需 要大約63公斤的液態(tài)膠合劑。因此這種顯著的費(fèi)用節(jié)約已經(jīng)使得本發(fā)明 的用于制造材料板的方法中的等離子處理的附加工作步驟的附加費(fèi)用和 消耗變得合理。
另外通過(guò)在等離子處理時(shí)在過(guò)程氣體中的合適的添加劑，也可以有 利地影響刨花的其它特性。氟的添加例如有利地影響則花的膨脹特性， 使得可以完全或部分放棄否則在制造刨花板時(shí)為了降低制成的板的膨脹 特性而通常的石蠟乳液的添加，并且因此可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的費(fèi)用節(jié)約。
在施膠之后，在步驟S5中，表表層刨花和中層刨花共同撒到輸送帶
且中層刨花設(shè)置在該層的中間。刨花最后例如在傳統(tǒng)的連續(xù)式熱壓機(jī)中 壓制和加熱，以便構(gòu)成則花板。
對(duì)于本發(fā)明的方法在此又完全不重要的是，在制造材料板時(shí)本身常 用且已知的步驟(即布置刨花和壓制)怎樣具體地執(zhí)行。因此在此被施 膠的則花的任何可能的、通常在制造釗花材料或纖維材料的材料板時(shí)采 用的層積和壓制方法是可以考慮的。
權(quán)利要求
1. 用于制造由刨花材料或纖維材料構(gòu)成的材料板的方法，所述材料板尤其是刨花板、LDF板、MDF板、HDF板和OSB板，該方法包括如下步驟準(zhǔn)備干燥的刨花材料或纖維材料(S2)；對(duì)干燥的刨花材料或纖維材料進(jìn)行等離子處理(S3a、S3b)；對(duì)等離子處理的刨花材料或纖維材料施膠(S4a、S4b)；并且將施膠的刨花材料或纖維材料壓制成材料板(S5)。
2. 按權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于在施膠(S4a、 S4b)時(shí)， 對(duì)于每立方米材料板使用不超過(guò)75公斤，優(yōu)選不超過(guò)67公斤的液體膠， 或不超過(guò)50公斤、優(yōu)選不超過(guò)45公斤的固體膠。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于在等離子處理(S3a、 S3b )中采用的過(guò)程氣體可以包含氧氣和/或氮?dú)夂?或氬氣作為主要成份。
4. 按權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于在等離子處理 (S3a、 S3b)中采用的過(guò)程氣體包含氟作為添加成份。
5. 按權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于在不連續(xù)的方 法中相應(yīng)地將預(yù)定量的刨花材料或纖維材料在低壓等離子中處理。
6. 按權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于刨花材料或纖維材料的 等離子處理(S3a、 S3b)的持續(xù)時(shí)間為1~10分鐘。
7. 按權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于刨花材料或纖 維材料在等離子處理(S3a、 S3b)之前在多組中存在，各組分別按照單 個(gè)刨花和纖維的尺寸進(jìn)行區(qū)分，并且不同的組在為了壓制(S5)成材料 板而再次組合之前分別單獨(dú)地等離子處理(S3a、S3b )和緊接著施膠(S4a、 S4b)。
8. 按權(quán)利要求1至7之一所述的方法，其特征在于在刨花材料或 纖維材料的等離子處理(S3a、 S3b)的步驟與施膠(S4a、 S4b)的步驟 之間不超過(guò)30分鐘，優(yōu)選不超過(guò)l分鐘
9. 按權(quán)利要求1至8之一所述的方法，其特征在于刨花材料或纖維材料包括木材刨花和/或木材纖維和/或大麻纖維和/或草纖維。
10. 按權(quán)利要求l至9之一所述的方法，其特征在于在施膠(S4a、 S4b)中采用尿素甲醛樹(shù)脂或三聚氰胺尿素甲醛樹(shù)脂或酚醛樹(shù)脂，優(yōu)選包 括40~80%的固體含量。
11. 由刨花材料或纖維材料構(gòu)成的材料板，尤其是刨花板、LDF板、 MDF板、HDF板和OSB板，例如按權(quán)利要求1至10之一所述的方法 制造，其特征在于每立方米材料板包含不超過(guò)50公斤的固體膠。
12. 按權(quán)利要求11所述的材料板，其特征在于每立方米材料板包 含不超過(guò)45公斤的固體膠。
13. 按權(quán)利要求11或12所述的材料板，其特征在于則花材料或纖 維材料包括木材刨花和/或木材纖維和/或大麻纖維和/或草纖維。
14. 按權(quán)利要求11至13之一所述的材料板，其特征在于膠(S4a、 S4b)包含尿素甲醛樹(shù)脂或三聚氰胺尿素甲醛樹(shù)脂或酚醛樹(shù)脂，優(yōu)選包括 40~80%的固體含量。
全文摘要
一種用于制造由刨花材料或纖維材料構(gòu)成的材料板的方法，所述材料板尤其是刨花板、LDF板、MDF板、HDF板和OSB板，該方法包括如下步驟準(zhǔn)備干燥的刨花材料或纖維材料(S2)；對(duì)干燥的刨花材料或纖維材料進(jìn)行等離子處理(S3a、S3b)；對(duì)等離子處理的刨花材料或纖維材料施膠(S4a、S4b)；并且將施膠的刨花材料或纖維材料壓制成材料板(S5)。本發(fā)明還涉及一種這樣的材料板。
文檔編號(hào)B27N1/00GK101505934SQ200780031394
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2007年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月17日
發(fā)明者H·魯多爾弗 申請(qǐng)人:因特格萊里昂有限公司