專利名稱：復(fù)合木材板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1所述的復(fù)合木材板。
在復(fù)合木材板方面，除了其他木質(zhì)材料制品外，在木屑板和木纖維板之間存在區(qū)別。木纖維板由經(jīng)纖維化的木材制造，其中，根據(jù)纖維網(wǎng)在液態(tài)或者氣態(tài)介質(zhì)內(nèi)的形成按照濕法或者干法進(jìn)行制造。預(yù)破碎木材(切碎木屑)的纖維化在熱水預(yù)處理后在圓盤勻料機(jī)上進(jìn)行。在干法中向纖維材料添加合成粘合劑。在濕法中木纖維板在利用纖維材料固有的粘合性能情況下，即使無附加的粘合劑也能制造，其中，纖維纏繞也具有重要意義。纖維網(wǎng)形成后，木纖維板在熱量和壓力下進(jìn)行壓制。木纖維板例如利用三聚氰胺樹脂膜、薄膜或者漆進(jìn)行大范圍涂層。它們在家具制造和室內(nèi)裝修，但也在室內(nèi)門上，用于包裝目的在建筑領(lǐng)域等方面使用。多孔的木纖維板用于絕熱和隔音目的。
在木屑板方面，類似于木纖維板的情況將木屑用合成樹脂膠的粘合劑(例如尿素或者三聚氰胺甲醛樹脂)熱壓制。通過木屑的尺寸、形狀和設(shè)置和合成樹脂份額的量可以改變木屑板的性質(zhì)。高級板為多層并采用特別細(xì)的薄木片制造。在家具制造的應(yīng)用中，采用裝飾膜、底膜和貼面板涂層。
本發(fā)明的目的在于，提供一種復(fù)合木材板，其中，木屑或者木纖維被部分替代，由此降低了可供使用的原材料成本，而不會對復(fù)合木材板的性能造成損害。
該目的通過權(quán)利要求1的特征得以實現(xiàn)。
依據(jù)本發(fā)明的復(fù)合木材板，將部分木屑或者木纖維由來自廢物處理的經(jīng)研磨或者纖維化的混合塑料附聚物替代?；?00重量％的絕對干燥的木屑或者木纖維材料量，經(jīng)研磨或者纖維化的附聚物的份額可直至150重量％。基于100重量％的絕對干燥的木屑或者木纖維材料量，該份額可以甚至高于150重量％。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造，一方面木屑或木纖維和另一方面經(jīng)研磨的附聚物的粒度幾乎相同。木屑或者木纖維的粒度優(yōu)選在0.05-2.0mm之間的范圍內(nèi)。經(jīng)研磨的附聚物的粒度優(yōu)選小于1mm。
在目前的廢舊塑料回收系統(tǒng)中，例如來自私家的包裝材料，如酸奶杯、薄膜包裝、護(hù)罩、購物袋、清潔劑瓶、牙膏管等，絕大部分是混合塑料。它們除了通常的LDPE、HDPE或者PP的薄膜和塑料外，還含有由聚酰胺、聚碳酸酯、PET或者其他塑料構(gòu)成的薄膜殘留物，并因此不能細(xì)分類。以公知方式交到回收公司的處理和分類廠家的不同塑料種類的量化的流量分布取塊于下列參數(shù)地區(qū)間居民的回收態(tài)度上的回收行為和質(zhì)量意識會有很大差別。這一點特別是指家庭廢物的回收系統(tǒng)。
目前有各種各樣的工藝供回收塑料的分類使用。例如風(fēng)力分選、重力介質(zhì)分選(在比重＜1的情況下浮于水中)，根據(jù)不同紅外線光譜圖進(jìn)行塑料的定性鑒別，還有與風(fēng)力分選和其他方法的組合。盡管所稱的工藝在很高程度上細(xì)分類分離通常沒有按類分開回收的塑料，但經(jīng)濟(jì)上受到限制。目前以約95％的比率可以細(xì)分類地將LDPE薄膜與HDPE薄膜進(jìn)行分離。但如果在回收系統(tǒng)中有復(fù)合薄膜例如采用聚酰胺薄膜涂層的LDPE薄膜或者HDPE薄膜，則幾乎不可能細(xì)分類分離。
混合塑料所有回收和分類努力的結(jié)果因此一如既往仍然是混合塑料。特別是從經(jīng)濟(jì)角度上必須考慮到，在分類費用細(xì)化的情況下，分類和處理成本必須始終明顯低于購置細(xì)分類新制品的成本。這些混合塑料除了聚乙烯、聚丙烯外，還含有聚酰胺、聚碳酸酯和PET成分。鋁殘留物或者例如硅化合物這種礦物成分的出現(xiàn)同樣不能排除。
所述混合塑料的常用處理方式是所謂的附聚。在此方面，通過在攪拌器上的攪拌將破碎的薄膜通過摩擦加熱使其熔化。通過以一定間隔向加熱的附聚物噴灑冷水，部分有機(jī)成分通過水蒸汽選出。同時熔化的薄膜冷卻并附聚成松散粒狀的構(gòu)造。主要為薄膜殘留物的混合塑料的分選級分的典型可運輸?shù)闹破芬虼耸歉骄畚??；旌纤芰细骄畚锏纳⒀b比重約為320kg/m3并便于運輸。
混合塑料方面的主要問題在于不能在物質(zhì)上1∶1的利用，這一點正如玻璃、PVC、紙、鍍錫板或者鋁的情況那樣。像擠壓、砑光、注塑或者諸如此類的典型塑料加工工藝不能考慮，因為它們的前提條件是可加工的熔體。
混合塑料主要(50％以上)由薄膜殘留物組成，但也包括塑料模制件的殘留物，像酸奶杯、瓶蓋或者例如清潔劑的厚壁瓶這些破碎的顆粒。混合塑料因此沒有確定的熔點，而是具有很大帶寬的熔化范圍。混合塑料中存在內(nèi)含物質(zhì)，它們在像擠壓或者砑光的常規(guī)工藝的熔化范圍內(nèi)，直到200℃時例如像鋁或者PET殘留物一樣根本不熔化。混合塑料的粘度根據(jù)塑料的成分有所不同。即使在高溫情況下，仍產(chǎn)生在提高加熱下也不流動的粘滯物質(zhì)。某些塑料，如LDPE(熔點約105-115℃)在溫度范圍下以排出二氧化碳和水蒸汽分解成碳，其中聚酰胺開始熔化(熔點從180℃起)。通過低熔點聚烯烴如LDPE在高溫下的分解，形成具有高比例碳的不可逆混合物。產(chǎn)生一種灰至黑的物質(zhì)，它在冷卻時表現(xiàn)出不同于熔化前的特性，因為它是化學(xué)和物理的。
依據(jù)本發(fā)明的復(fù)合木材板，現(xiàn)將部分木屑通過混合塑料替代，方法是將來自廢物處理的附聚物研磨或者纖維化并在壓制前加入到木屑或者木纖維中?；旌纤芰夏统睗癫⒃谄淠蜔嵝陨吓c木屑或者木纖維相似。通過混合經(jīng)研磨的混合塑料，復(fù)合木材板的材料特性沒有本質(zhì)上的改善，另一方面，替代木屑或者木纖維并未導(dǎo)致材料板變差。但通過使用經(jīng)研磨的混合塑料制造復(fù)合木材板的費用大幅降低。此外的優(yōu)點是，賦于了混合塑料再利用價值，而且不必存放或者燃燒。
根據(jù)本發(fā)明的一種構(gòu)成，添加一部分來自廢物處理的低熔點純塑料的研磨附聚物。例如細(xì)分類薄膜這種細(xì)分類塑料的附聚物可供使用。因為細(xì)分類的薄膜彼此具有很高的親和力(聚烯烴)，所以經(jīng)研磨或者纖維化的附聚物產(chǎn)生用于幾乎不熔化的混合塑料之間結(jié)合的粘合劑特性。粘合劑成分作為單獨的顆粒添加到由木屑或者纖維、單一樹脂和經(jīng)研磨的附聚物組成的混合物內(nèi)。不考慮附聚前的充分混合，因為在附聚時再度產(chǎn)生具有不確定特性的混合塑料。添加了部分經(jīng)研磨的純塑料的復(fù)合木材板的特性呈現(xiàn)出連續(xù)性。在此特別有益的是制造8mm厚度相當(dāng)薄的復(fù)合木材板，因為中間層那里很容易以這樣的形式熱透，即使得粘合劑顆粒熔化。但這一點對于厚度直至40mm的厚板也可以達(dá)到。在此必須隨后采用中間冷卻(R ückk ühlung)和其他公知的可以帶入所需熱量的方法操作。根據(jù)本發(fā)明的一種構(gòu)成，基于經(jīng)研磨或者纖維化的混合塑料附聚物的加入比例，經(jīng)研磨的純塑料附聚物的添加比例直至近100％。在添加純塑料附聚物的情況下，也研磨成與木屑或者木纖維和混合塑料附聚物的研磨物相應(yīng)的粒度。
如開頭已經(jīng)提到的那樣，公知復(fù)合木材板由不同的層組成。依據(jù)本發(fā)明的一個實施例，復(fù)合木材板由至少兩層組成，其中第一層由木屑或者木纖維、混合塑料的經(jīng)研磨或者纖維化的附聚物和粘合劑組成，第二層由木屑或者木纖維、純塑料的經(jīng)研磨或者纖維化的附聚物和粘合劑組成，其中，將這些層熱壓成板。
依據(jù)本發(fā)明用于制造復(fù)合木材板的方法具有以下步驟研磨來自廢物處理的混合塑料附聚物并與木屑混合，其中，具有相同的粒度。在添加粘合劑的情況下將混合物以熱壓法壓制成預(yù)先規(guī)定厚度的板。附聚物例如可以在香料磨上研磨。
依據(jù)本發(fā)明用于制造木纖維板的方法具有以下步驟纖維化來自廢物處理混合塑料的附聚物并與木屑混合，其中，在添加粘合劑的情況下將混合物以熱壓法壓制成預(yù)先規(guī)定的厚度。附聚物和/或者木材的破碎例如可以在環(huán)形刀具切削機(jī)(Messerringzerspaner)上進(jìn)行。也可以選擇切碎的木屑或者類似物與附聚物共同放入精煉機(jī)(Refiner)內(nèi)并在那里將這些組分纖維化和混合。
不言而喻，在制造木屑板或者木纖維板時，添加在低溫下熔化的塑料的細(xì)分類附聚物，以在所要求的程度上達(dá)到所制造的復(fù)合木材板的特性。基于復(fù)合木材板內(nèi)材料的木屑或者纖維份額，直至150％時仍存在與木屑板或木纖維板相同的特性。這種板因此可以鋸、銑、磨或者鉆孔。在較高地添加混合塑料和/或者細(xì)分類塑料的情況下，所述復(fù)合木材板的特性更接近塑料板，而且這種板因此也具有一定的彈性。但特別是通過添加經(jīng)研磨的純塑料附聚物，橫向應(yīng)力牢固性顯著提高并明顯降低了水浸泡時的膨脹。
可以采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程制造依據(jù)本發(fā)明的復(fù)合木材板。因此純工藝費用不會高于傳統(tǒng)的復(fù)合木材板。
低熔點的細(xì)分類塑料的純塑料附聚物的研磨優(yōu)選以經(jīng)冷卻的方式優(yōu)選在低溫磨(采用低溫技術(shù)的香料磨)內(nèi)進(jìn)行。必須防止在研磨時產(chǎn)生的熱導(dǎo)致研磨顆粒熔化。另一種技術(shù)是在研磨過程期間抽風(fēng)，由此防止顆粒熔化。
在制成單個組分后必須將它們自然混合?；旌峡梢栽谔砑永湔澈蟿┣闆r下進(jìn)行，由此產(chǎn)生木質(zhì)材料和研磨附聚物部分的一定結(jié)合，從而使運輸至特別是采用干法的壓制機(jī)內(nèi)變得容易。所添加的冷粘合劑對所制造的復(fù)合木材板以后的特性并不起作用。
下面介紹幾個依據(jù)本發(fā)明復(fù)合木材板的實施例以及工藝。
木屑板實施例1木屑板厚度為d＝13mm；基于粒度＜1.0mm的絕對干燥的木屑材料，100％的經(jīng)研磨的混合塑料附聚物；UF樹脂含量4％，石蠟含量1％，同樣各自基于絕對干燥的木材料。
實施例2木屑板厚度為d＝4mm；基于粒度＜1.0mm的絕對干燥的木屑材料，150％的經(jīng)研磨的混合塑料附聚物；UF樹脂含量4％，石蠟含量1％，各自基于絕對干燥的木材料。
纖維板實施例1纖維板厚度為d＝13mm；基于粒度＜1.0mm的絕對干燥的木纖維材料，100％的經(jīng)研磨的混合塑料附聚物；UF樹脂含量4％，石蠟含量1％，各自基于絕對干燥的木材料。
實施例2纖維板厚度為d＝4mm；基于粒度＜1.0mm的絕對干燥的纖維材料，150％的經(jīng)研磨的混合塑料附聚物；UF樹脂含量4％，石蠟含量1％，各自基于絕對干燥的木材料。
實施例3木屑板厚度為d＝13mm；基于粒度＜1.0mm的絕對干燥的木屑材料，厚度層100％的經(jīng)研磨的混合塑料附聚物?；诹６龋?.0mm的絕對干燥的木屑材料，100％的經(jīng)研磨的薄膜塑料附聚物用于中間層或其他層；UF樹脂含量4％，石蠟含量1％，各自基于絕對干燥的木材料。
實施例4木屑板厚度為d＝4mm；基于粒度＜1.0mm的絕對干燥的木屑材料；150％的經(jīng)研磨的混合塑料附聚物和粒度＜2.0mm的經(jīng)研磨的薄膜附聚物；研磨附聚物含量的混合比為1∶1；UF樹脂含量4％，石蠟含量1％，各自基于絕對干燥的木材料。
工藝實施例1將經(jīng)混合的材料在多層平板壓力機(jī)(Etagenpresse)中擠壓，在擠壓時間系數(shù)15s/mm下擠壓面溫度約240℃，板厚為13mm，起始壓力6巴，壓力保持時間80s，壓力降至3.5巴，保持約40s，繼續(xù)壓力降至1.5巴，保持70s，然后壓力降。
實施例2在多層平板壓力機(jī)上擠壓，在擠壓時間系數(shù)13s/mm下擠壓面溫度約240℃，板厚為13mm，起始壓力6巴，提高到7.5巴，保持80s，壓力降至3.5巴，保持約40s，繼續(xù)壓力降至1.5巴，保持70s，然后壓力降。
混合塑料優(yōu)選在一道研磨工序中研磨和然后篩分。薄膜塑料，也就是純塑料優(yōu)選在二到三道研磨工序中研磨，然后同樣篩分，其中，附聚物的冷卻優(yōu)選在0℃以下進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.復(fù)合木材板，其由木屑或者木纖維和塑料顆?；蛩芰侠w維與粘合劑以熱壓法壓制成板，其特征在于，部分木屑或者木纖維由來自廢物處理的經(jīng)研磨或者纖維化的混合塑料附聚物替代，且一方面木屑或木纖維和另一方面經(jīng)研磨的附聚物的粒度幾乎相同。
2.按權(quán)利要求1所述的復(fù)合木材板，其特征在于，基于絕對干燥的木屑或者木纖維材料，經(jīng)研磨或者纖維化的附聚物的份額為直至150％。
3.按權(quán)利要求1所述的復(fù)合木材板，其特征在于，基于絕對干燥的木屑或者木纖維材料，經(jīng)研磨或者纖維化的附聚物的份額高于150％。
4.按權(quán)利要求1-3之一所述的復(fù)合木材板，其特征在于，粒度為0.05-2.0mm。
5.按權(quán)利要求4所述的復(fù)合木材板，其特征在于，粒度小于1mm。
6.按權(quán)利要求1-5之一所述的復(fù)合木材板，其特征在于，添加來自廢物處理回收系統(tǒng)的低熔點純塑料的經(jīng)研磨的附聚物份額。
7.按權(quán)利要求6所述的復(fù)合木材板，其特征在于，基于經(jīng)研磨或者纖維化的混合塑料附聚物加入份額，經(jīng)研磨的純塑料附聚物的添加份額直至近100％。
8.按權(quán)利要求6或7所述的復(fù)合木材板，其特征在于，純塑料附聚物基本上從塑料薄膜殘留物中獲取。
9.按權(quán)利要求1-8之一所述的復(fù)合木材板，其特征在于，該板由至少兩層組成，其中第一層由木屑或者木纖維、經(jīng)研磨或者纖維化的混合塑料附聚物和粘合劑組成，第二層由木屑或者木纖維、經(jīng)研磨或者纖維化的純塑料附聚物和粘合劑組成，并將所述層熱壓成板。
10.用于制造木屑板的方法，其中，將塑料顆?；蛘咚芰侠w維與木屑混合，在粘合劑的添加下以熱壓法壓制成預(yù)先規(guī)定厚度的板，其特征在于，將來自廢物處理的混合塑料附聚物研磨并與幾乎相同粒度的木屑混合。
11.按權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，附聚物采用香料磨研磨。
12.用于制造木纖維板的方法，其由塑料顆粒或者塑料纖維與木屑混合并在粘合劑的添加下以熱壓法壓制成預(yù)先規(guī)定的厚度，其特征在于，將來自廢物處理的混合塑料附聚物纖維化并與木纖維混合。
13.按權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，附聚物的纖維化在環(huán)形刀具切削機(jī)上進(jìn)行。
14.按權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，將碎木屑與附聚物共同在精煉機(jī)內(nèi)纖維化和混合。
15.按權(quán)利要求10-14之一所述的方法，其特征在于，將來自廢物處理的細(xì)分類塑料附聚物研磨并將研磨物以預(yù)先規(guī)定的比例添加到混合物內(nèi)。
16.按權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，將附聚物在低溫下研磨，例如在低溫磨內(nèi)研磨。
17.按權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，混合期間添加冷粘合劑，特別是尿素。
18.按權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，混合在膠合滾筒內(nèi)進(jìn)行。
19.來自廢物處理的經(jīng)研磨的混合塑料附聚物作為木屑板或者木纖維板中的木質(zhì)材料的替代物的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合木材板，其由木屑或者木纖維和塑料顆?；蛩芰侠w維與粘合劑以熱壓法壓制成板，其中，部分木屑或者木纖維由來自廢物處理的經(jīng)研磨或者纖維化的混合塑料附聚物替代，且一方面木屑或木纖維和另一方面研磨附聚物的粒度幾乎相同。
文檔編號B27N3/00GK1867434SQ200480015695
公開日2006年11月22日 申請日期2004年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月6日
發(fā)明者M·霍夫曼, A·霍爾姆, D·芬斯肖特 申請人:Cvp無污染塑料有限公司